Derin kriyojenik işlemde rampalama fonksiyonunun kaplamalı takımların performansına etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of deep cryogenic treatment ramp function on the performance of coated cutting tools
Yazar: SERVET ŞEHİRLİ
Danışman: PROF. DR. ADNAN AKKURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yapılan çalışmada, PVD tekniği ile biriktirilen Alüminyum Krom Nitrür (AlCrN) kaplamalı, parmak freze kesici takımlara, derin kriyojenik işlem (DKİ) uygulanmıştır. Çalışma hedefleri kapsamında bir DKİ ünitesi tasarlanarak üretimi yapılmıştır. Numunelere 0,25 °C/dak, 0,5 °C/dak ve 1 °C/dak olmak üzere 3 farklı rampalama fonksiyonunda DKİ'ler uygulanmıştır. Numuneler uygulanan her bir rampalama hızı için 24, 36 ve 48 saat olmak üzere 3 farklı sürede -196°C'de bekletilmiştir. DKİ sonrası elde edilen numuneler üzerinde mikro sertlik ve nano sertlik ölçümleri yapılmıştır. Testler sonucunda en yüksek sertlik değeri 0.25 °C/dak rampalama hızı ile DKİ görmüş numunelerde elde edilirken en düşük sertlik değeri ise 1 °C/dak rampalama hızıyla DKİ uygulanmış kesici takımda tespit edilmiştir. Daha sonra numuneler, AISI 4140 malzeme üzerinde yüzey frezeleme işlemine tabi tutulmuştur. Frezeleme işlemleri kuru kesim şartlarında gerçekleştirilirken kesme bölgesine hava üfleme yapılarak talaşın takımla iş parçası arasına sıkışması önlenmiştir. AISI 4140 malzeme üzerinde, takım aşınması ve kesme yüzeylerinde pürüzlülük tespiti yapılmıştır. En büyük aşınma 0,5 °C/dak 48 saat grubu kesici takımda, en düşük aşınma ise 0,25 °C/dak 24 saat grubunda görülmüştür. Elde edilen en iyi yüzey pürüzlük değeri alın frezelemede 0,25 °C/dak 48 saat grubu ile çevresel frezelemede ise 0,25 °C/dak 24 saat grubu kesici takımla işlenen yüzeyde tespit edilmiştir. Seçilmiş olan rampalama hızları ve bekletme süreleri açısından yapılan değerlendirmelerde en iyi takım ömrü hedefine 0,25 °C/dak ve 24 saat bekletme süresi ile elde edilen takımla ulaşılmıştır.

Abstract:
In this work, deep cryogenic process (DCP) was applied to the end mill cutting tools coated with Aluminum Chrome Nitride (AlCrN). In order to achieve the goals of the work, a DCP unit was designed and produced. DCPs with 3 different ramping functions were applied to the samples as 0.25 ° C / min, 0,5 ° C / min and 1 ° C / min. The samples were kept at -196 ° C for 3 different periods of 24, 36 and 48 hours for a ramping speed. Micro hardness measurements were made on the experience tests obtained after DCP. Among the tests, the highest hardness value was obtained with the ramping speed of 0.25 ° C / min in the DCP follow-up, while the low hardness value was found in the cutting tool with DCP applied with a ramping speed of 1 ° C / min. Then the end mill cutting tools were used to surface mill on AISI 4140 material. During milling in dry cutting conditions, the connection is air blown to prevent chips from entering between the tool and the workpiece. Tool wear and roughness on cutting surfaces were determined on AISI 4140 material. The most wear was discovered on 0,5 ° C / min 48 hour group, while the lowest wear was seen in the 0.25 ° C / min 24 hour group. The best surface roughness value obtained was determined on the surface machined with the tool with 0.25 ° C / min 48 hour group in face milling and 0.25 ° C / min 24 hour cutting group in peripheral milling. In the evaluations made within the selected ramping speeds and holding times, the best tool life target was reached with the tool that was achieved with 0.25 ° C / min and 24 hours holding time.