A7075-T651 alüminyum alaşımının ve ST37 çelik malzemesinin sürtünmeli delme yöntemi ile delinmesinin deneysel incelenmesi
Investigation the friction drilling of A7075-T651 aluminium alloy and ST37 steel materials experimentally.
Yazar: ZÜLKÜF DEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CEBELİ ÖZEK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı / Talaşlı Üretim Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Delme = Drilling ; Sürtünme = Friction ; Sürtünme ısısı = Friction heat

Özet:
Sürtünmeli delme, dönen bir takım ile iş parçası-takım ara yüzeyinde sürtünmesonucu oluşan ısının etkisiyle delikler işleme yöntemidir. Sürtünmeli delme işlemininamacı, ince cidarlı malzemelerde, deliğin alt kısmında meydana gelen kovan aracılığıylabağlantı uzunluğunun arttırılmasıdır. Bu çalışmada, 2mm, 4mm ve 6mm kalınlıklarında,havacılık ve otomotiv endüstrisinde yoğun olarak kullanılan çökeltme sertleşmesi işleminetabi tutulmuş A7075-T651 alüminyum alaşımına ve St37 çelik malzemeye sürtünmelidelme yöntemiyle 8mm, 10mm ve 12mm çaplarında delikler açılmıştır. Deneyselçalışmalar, 2400d/d, 3600d/d ve 4800d/d devir sayılarında, 50mm/dak, 75mm/dak ve100mm/dak ilerleme hızları, 240, 360 ve 480 takım koniklik açıları, takım silindirik bölgeyüksekliği 8mm, 16mm ve 24mm olan yüksek hız çeliği (HSS) ve tungsten karbür (WC)takımlar kullanılarak yapılmıştır. Deney parametrelerinin, yüzey pürüzlülüğü, kovanyüksekliği, kovan dış çapı, sürtünmeli delme yönteminin sağladığı bağlantı uzunluğu,kovan ve pul biçimleri, mikro sertlik ve mikro yapı üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Sürtünmeli delme işleminin mikro yapıda meydana getirdiği değişiklikler incelenmiştir.Yapılan çalışmada, 2mm kalınlık için çapı 8mm'den küçük deliklerin delinmesi gerektiğive 360 koniklik açısının en uygun açı olduğu, 2mm ve 4mm kalınlıklarda hl=8mm ve 6mmkalınlık için ise hl=16mm boyutunun uygun olduğu, artan malzeme kalınlığı ile kovanbiçimi silindirik biçimde elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü kriterine göre A7075-T651alaşımında en uygun ilerleme hızı 50mm/min, devir sayısı 4800d/min, takım koniklik açısıise 360, kovan biçimi kriterine göre ise 100mm/min, 2400d/min ve 360 takım koniklikaçısının uygun olduğu, St37'de 2400d/min için 50/min, 3600d/min için 75mm/min ve4800d/min için ise 100mm/min parametrelerinin tüm kriterler için uygun olduğu tespitedilmiştir. A7075-T651 alüminyum alaşımında maksimum mikro sertlik değerinin delikyüzeyinden itibaren 70?m uzaklıkta, St37 çelik malzemede ise mikro sertlik değerininfazla değişmediği tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Sürtünmeli Delme, Yüzey Pürüzlülüğü, Mikro Sertlik,Kovan Yüksekliği

Abstract:
Investigation the Friction Drilling of A7075-T651 Aluminium Alloy and St37 SteelMaterials Experimentally.Friction drilling is a process that utilizes heat effect between conical tool and thework material to form a hole. The purpose of friction drilling method is increased thefixtures length utilizes of bushing height such as screw threads for thin work pieces. Thetool used in this study has 8 mm, 10 mm, and 12 mm diameters, 8 mm, 16 mm, and 24 mmcylindrical shape lengths, 900 tip point angle, 240, 360, 480 conical angles and the toolmaterials were HSS and WC. The spindle speeds used 2400 rpm, 3600 rpm, 4800 rpm, andthe feed rates 50 mm/min, 75 mm/min, and 100 mm/min respectively. 2mm, 4mm, and6mm thickness ageing tempered A7075 ? T651 material that widely uses in aerospace andautomotive industries and St37 materials used for experiments in this friction drillingstudy. In this study the effects of selected experimental parameters on the surfaceroughness, bushing height and out diameter, bushing and flake shapes, fixture strength,micro hardness and micro structure were investigated. Friction drilling and non-traditionalhole making methods were compared. The photographs of the micro structure were takenwith SEM microscopy and the changes in micro structure were investigated. At the resultof this study investigated that for 2mm material thicknesses smaller than 8mm diameters,360, for 2mm and 4mm thicknesses hl=8mm, and for 6mm material thickness hl=16mmwere the most appropriate parameters and with increasing material thickness the bushingshape were formed more optimum. According to the surface roughness criteria,50mm/min, 4800rpm and 360 tool conical angle were the most appropriate parameters infriction drilling of A7075-T651. According to all criteria 2400rpm for 50/min, 3600rpm for75mm/min and 4800rpm for 100mm/min parameters were the most appropriate parametersin friction drilling of St37 alloy. In friction drilling of A7075-T651 the maximum microhardness were got 70?m away from the hole surface and in friction drilling of St37 themicro hardness were not changed so much as aluminium alloy.Keywords: Friction Drilling, Surface Roughness, Micro Hardness Bushing Height