Ti6Al4V alaşımının raybalamasında optimum matkap çapı ve kaplama özelliklerinin araştırılması
Investigation of optimum drill diameter and coating properties in reaming of Ti6Al4V alloy
Yazar: FİKRET YAMAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ULUTAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Raybalama, imalat sanayinde yaygın olarak uygulanan bitirme işlemlerinden biridir.
Titanyum bazlı Ti6Al4V alaşımının raybalanması, imalat süreçlerinde önemli ve güncel bir
araştırma konusudur. Optimum imalat parametreleri, Ti6Al4V alaşımının işlenebilirliği için
büyük önem taşımaktadır.

Bu araştırma, matkap çapı, delik yüzey pürüzlülük değerleri, rayba kaplamaları,
aşınma ve ideal delik çapı değerlerine dayalı olarak optimum imalat parametrelerini bulmaya
odaklanmıştır.

Deneylerde ilk olarak dört farklı çapta (Ø6.7, Ø6.8, Ø6.8 t_land, Ø6.9) matkapla 6
adet delik delme işlemi gerçekleştirilmiştir. Matkaplara etki eden kuvvetler dinamometreli
tutucu ile anlık olarak ölçülmüştür. Delme işleminden sonra delik yüzey pürüzlülüğü ve
delik çapı ölçümü tamamlanmıştır. İki farklı kaplamaya sahip (AlTiN ve ZrN) ve kaplamasız
Ø7 düz karbür rayba ile raybalama işlemi gerçekleştirilmiştir. Raybalama işleminden sonra
delik yüzey pürüzlülüğü ve deliklerin çapları tekrar ölçülmüştür. Bu ölçüm sonuçları dikkate
alınarak optimum matkap çapı belirlenmiştir.

Maksimum kuvvet Ø6.7 matkapta, minimum kuvvet ise Ø6.8 matkapta
belirlenmiştir. Bu nedenle deneye devam etmek için Ø6.8 matkap seçilmiştir. Ø6.8 matkap
ve Ø7 ZrN ve AlTiN kaplı raybalar ile 850 delik delinmiştir. Kaplamasız rayba, 200 delikte
kaplamalı raybaların iki katı aşınma miktarına ulaşmıştır. AlTiN kaplama ZrN kaplamaya
göre %10 daha az aşınmış olmasına rağmen ZrN delik yüzey pürüzlülük ölçümlerinde daha
iyi sonuç vermiştir. Bu nedenle yüzey kalitesinin ön planda olduğu raybalama işleminde ZrN
kaplama tercih edilmelidir.
Anahtar Kelimeler: Rayba, Ti6Al4V Alaşımı, Optimum Parametre, Kaplama

Abstract:
Reaming is one of the finishing processes widely applied in the manufacturing
industry. Reaming of titanium-based Ti6Al4V alloy is an important and current research
topic in manufacturing processes. Optimum manufacturing parameters is an important
process for machinability of Ti6Al4V alloy.

This research focused on finding these optimum parameters based on drill diameter,
hole surface roughness values, reamer coatings, wear and ideal hole diameter values.

In the experiments firstly, 6 holes were drilled with four different drills which has
four different diameters (Ø6.7, Ø6.8, Ø6.8 t_land, Ø6.9). The forces acting on the drills were
measured instantaneously by dynamometer holder. After drilling experiment, hole surface
roughnesses and hole diameters were measured. Ø7 flat carbide reamer is used for reaming
which has two different coatings (AlTiN and ZrN) and uncoated. After the reaming
experiment, hole surface roughness and diameters of the holes were measured again.
Considering these measurement results, the optimum drill diameter was determined.

The maximum force was determined on the Ø6.7 drill, while the minimum force was
determined on the Ø6.8 drill. Ø6.8 drill was chosen to continue to experiment. 850 holes
were drilled with selected Ø6.8 drill and Ø7 ZrN and AlTiN coated reamers. The uncoated
reamer achieved twice the wear rate of the coated reamers at 200 holes. Although the AlTiN
coating is 10% less worn than the ZrN coating, ZrN gave better results in hole surface
roughness measurements. Therefore, ZrN coating should be preferred for reaming process
where surface quality is prominent.
Keywords: Reamer, Ti6Al4V Alloy, Optimum Parameter, Coating