Kriyojenik işlem görmüş ve görmemiş D2 takım çeliklerinin EDM ile işlenebilirliklerinin incelenmesi
Investigation of the machinability by EDM of cryogenically treated and untreated D2 tool steels
Yazar: EDA KARADAĞ
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN GÜRÜN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektriksel boşalma = Electrical discharge ; Kriyojenik yöntem = Cryogenic method ; Takım çelikleri = Tool steels ; Varyans analizi = Variance analysis

Özet:
Yapılan bu çalışmada, kriyojenik olarak ısıl işlem görmüş ve görmemiş AISI D2 takım çeliklerinin elektro erozyon işlemi (EDM) ile işlenebilirlikleri deneysel olarak incelenmiştir. Deney numuneleri ticari olarak elde edilmiş ve numunelerden biri ≈ 203 K de kriyojenik işleme tabii tutulmuştur. Elektro erozyon işlemi (EDM) parametreleri olarak akım (4A, 8A, 16A) ve vurum seviyesi (2, 5, 8) seçilmiştir. Bu parametrelerin, Takım aşınma oranı (TWR) değerine ve boyutsal doğruluğuna etkileri incelenmiştir. Ayrıca, akım ve vurum sürelerinin yüzey durumuna etkisi taramalı elektron mikroskopu (SEM) görüntüleri yardımıyla yorumlanmıştır. Buna ek olarak, parametrelerin etkileşimlerini daha net görebilmek için Varyans analizi (ANOVA) gerçekleştirilmiştir. İşlem parametrelerinin 3 boyutlu grafikleri MATLAB yazılımında oluşturulmuştur. Çaptan sapma (OC) değerinin ölçümünde üç boyutlu koordinat ölçme cihazı (CMM) kullanılmıştır. İşleme süresi (T) ve takım aşınma oranı (TWR) açısından değerlendirildiğinde en etkili parametrenin akım olduğu görülmüştür. Çaptan sapma değerlerinde (OC) ise vurum süresinin akıma göre daha etkili bir parametre olduğu tespit edilmiştir. Taramalı elektron mikroskopu (SEM) görüntülerinde kriyojenik olarak ısıl işlem görmüş numunelerde, çatlakların belirgin bir biçimde görülebildiği ve çatlak boylarının ölçülebildiği, akım 4A vurum seviyesinin (Ton) 5 olduğu koşulda, çatlak yoğunluğunda %64 oranında azaldığı tespit edilmiştir. Kriyojenik ısıl işlemin bu malzemenin elektro erozyon işlemi (EDM) ile işlenmesi öncesinde uygulanmasının uygun bir yöntem olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the machinability of cryogenically treated and non-cryogenically AISI D2 tool steels by electrical discharge machining (EDM) has been investigated. Experiment specimens were obtained as commercial, and one of the specimens was subjected cryogenic process in ≈ 203K. Machining parameters were chosen current (4A, 8A, 16A) and pulse-on level (2, 5, 8) in the EDM process. It was examined whether these parameters have an effect on dimensional accuracy and Tool Ware Rate (TWR), which is an output parameter. Additionally, it was interpreted the effects of current and pulse-on time on surface status with the help of Search Engine Marketing (SEM).  In addition, Analysis of Variance (ANOVA) was applied to the results to show interactive analysis of parameters.  It was found that the most effective parameter is current when evaluated in terms of machining time (T) and tool wear rate (TWR). It was determined that the pulse-on time has more effect on overcut (OC) comparison with the current. The crack density in cryogenically treated specimens is observed in SEM had decreased in 64%, this condition is when the current is 4A and the pulse-on time level is 5 because, in this condition, the cracks can be observed clearly. It is considered that the specimens which will be machined in EDM need to be applied cryogenically treatment before the EDM process.