Al-7Si-Mg ve Al-7Si-0.6Mg alaşımlarının frezelenmesinde T6 ısıl işlemin işlenebilirlik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of T6 heat treatment on machinability properties in milling of Al-7Si-Mg and Al-7Si-0.6Mg alloys
Yazar: CEM ALPARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. ŞENOL BAYRAKTAR
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Al-7Si-Mg ve Al-7Si-0.6Mg alaşımları kokil kalıba döküm
yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Bu alaşımlar üzerinde T6 ısıl işlemi kapsamında
çözündürme, su verme ve yapay yaşlandırma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Dökülmüş
ve T6 ısıl işlem görmüş durumdaki alaşımların mikroyapısal, mekanik ve frezeleme
işleminde işlenebilirlik özellikleri araştırılmıştır. Dökülmüş durumdaki Al-7Si-Mg
alaşımın iç yapısı, α-Al, primer Si, ötektik Al-Si, Mg2Si, β-Al(Fe, Mn)Si, β-Al5FeSi
ve π-AlSiMgFe fazlarından oluşmuştur. Al-7Si-0.6Mg alaşımının içyapısında ise
mevcut fazlara ilave olarak β-Al8Mg3FeSi6 fazı görülmüştür. T6 ısıl işlem ile içyapıda
bulunan fazların küreselleşerek homojen bir şekilde dağıldığı belirlenmiştir.
Alaşımlara uygulanan ısıl işlem ile sertlik, akma ve çekme mukavemeti artarken
kopma uzamasının azaldığı tespit edilmiştir. Al-7Si-0.6Mg alaşımın daha iyi mekanik
özellikler sergilediği gözlenmiştir. İşlenebilirlik testlerinde kesme hızının artması ile
kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, yığıntı katman (YK) ve yığıntı talaş (YT)
azalırken, ilerlemenin artması ile artmıştır. T6 ısıl işlem, kopma uzamasındaki
azalmaya bağlı olarak alaşımların işlenebilirlik özelliklerini iyileştirmiştir. Hem
dökülmüş hem de ısıl işlem görmüş durumdaki Al-7Si-0.6Mg alaşımı daha iyi
işlenebilirlik özellikleri sergilemiştir. TiAlN kaplamalı karbür parmak frezeler ile
yapılan işlenebilirlik deneylerinde daha düşük kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, YK
ve YT elde edilmiştir. İdeal işlenebilirlik özellikleri, T6 ısıl işlemli durumdaki Al-7Si-
0.6Mg alaşımının 110 m/dak kesme hızı ve 0,08 mm/dev ilerleme şartlarında TiAlN
kaplamalı karbür parmak frezeler ile işlenmesinde elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, Al-7Si-Mg and Al-7Si-0.6Mg alloys were produced using the
permanent mold casting method. Solution, quenching and artificial aging processes
were carried out on these alloys within the scope of T6 heat treatment. Microstructural,
mechanical and machinability properties in milling process of as-cast and T6 heattreated
alloys were investigated. The microstructure of the as-cast Al-7Si-Mg alloy
consisted of α-Al, primary Si, eutectic Al-Si, Mg2Si, β-Al(Fe, Mn)Si, β-Al5FeSi and
π-AlSiMgFe phases. In addition to the existing phases, β-Al8Mg3FeSi6 phase was
observed in the microstructure of the Al-7Si-0.6Mg alloy. It was determined that the
phases in the microstructure became spheroidization and homogeneously distributed
with T6 heat treatment. It was determined that the hardness, yield and tensile strengths
increased with the heat treatment applied to the alloys, while the elongation to fracture
decreased. It was observed that Al-7Si-0.6Mg alloy exhibited better mechanical
properties. The cutting force, surface roughness, built-up layer (BUL) and built-up
edge (BUE) decreased with the increase in cutting speed in the machinability tests,
while it increased with the increase in feed rate. T6 heat treatment improved the
machinability properties of the alloys due to the decrease in elongation to fracture. Al-
7Si-0.6Mg alloy in both the as-cast and heat-treated condition exhibited better
machinability properties. Lower cutting force, surface roughness, BUL and BUE were
obtained in the machinability tests performed with TiAlN coated carbide end mills.
Optimal machinability properties were obtained in machining of Al-7Si-0.6Mg alloy
in T6 heat-treated condition with TiAlN coated carbide end mills at cutting speed of
110 m/min and feed rate of 0.08 mm/rev conditions.