Cu-ni-mo alaşımlı demir toz metal malzemesinin işlenebilirlik performansının incelenmesi
Investigation of the machinability performance of cu-ni-mo alloyed iron metal powder materials
Yazar: SHAKER MAHMOOD ASWAD HASAK
Danışman: PROF. DR. M. HÜSNÜ DİRİKOLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY BEKÖZ ÜLLEN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Toz metalurjisi (TM) yöntemi karmaşık şekilli malzemelerin seri ve ekonomik bir şekilde üretilebilmesini sağlamaktadır. Bu tekniğinin en önemli avantajlarından biri parçanın son kullanım biçimine yakın üretimine imkân vermesidir. Ancak bu sektör incelendiğinde üretilen toz metal parçaların neredeyse yarıya yakınının işleme operasyonuna gereksinimi olduğu görülmektedir. 
Bu çalışmada; ticari ismi Distaloy AB olan Cu-Ni-Mo ile ön alaşımlandırılmış demir tozundan üretilmiş olan parçaların işlenebilirliği incelenecektir. Bu amaç için ön alaşımlı demir tozu karışımları çelik kalıpta çift yönlü preslenerek silindirik ham numuneler üretildikten sonra, numuneler parçalanmış amonyak atmosferinde sinterlenmiştir. Sinterlenmis numunelerin işlenebilirliği CNC torna tezgâhı üzerinde ortogonal kesme işlemiyle incelenmiştir. Deneylerde kesme hızları 50, 150 ve 250 m/dak; kesme ilerlemeleri 0,05, 0,1 ve 0,15 mm/dev ve kesme derinlikleri 0,2, 0,4 ve 0,6 mm olarak belirlenmiştir. Kesici takım 0° talaş açısına, 5° boşluk açısına ve kesme sıvısı kullanılmayacak şekilde seçilmiştir. Başlangıç kesici uç Secomax CBN200 olarak belirlenmiştir. Yapılan testler ile farklı parametrelerle işlenmiş her bir malzeme grubunun kesilmesi esnasında oluşan talaş morfolojisi, talaş debisi, yüzey pürüzlülüğü, sertlik, takım aşınması, kesici uç ve iş parçası yüzey sıcaklığı ve kesme kuvvetleri incelenmesi gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen bulgulara göre; değişen kesme parametreleriyle elde edilen talaşların boyut, şekil ve rengi de değişmektedir. Ayrıca kesme hızının, kesme derinliğinin ve ilerleme hızının artması ile talaş debisi, sertlik ve kesme kuvvetleri artmıştır. Yüzey pürüzlülüğünün, kesme hızıyla arttığını, ancak ilerleme hızı ve kesme derinliğiyle azaldığını göstermiştir. Kesme hızının artmasıyla kesici takım aşınmasının artması ve kesici uç ile iş parçası yüzey sıcaklığının arttığı tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular mevcut literatür sonuçları ile karşılaştırılarak tartışılmıştır

Abstract:
Powder metallurgy (PM) enables a swift and economical production of materials with complex shapes. One of the primary advantages of this technique is that it allows the tailoring of a piece in a shape very close to its final form. However, an examination of this industry indicates that almost half of the powder metal pieces that are manufactured needs machining. 
In this study, cylindrical compact samples that are made of iron powder pre-alloyed with Cu-Ni-Mo (trade name Distaloy AB) were manufactured using powder metallurgy method. For this purpose, the mixtures of pre-alloyed iron powder were pressed in a steel die from both sides to make cylindrical raw samples which would be sintered later in cracked ammonia atmosphere. The machinability of the sintered samples was tested by orthogonal cutting on a CNC turning lathe. In these tests, the cutting speed, the feed rate, and the depth of cut were chosen as 50, 150 and 250 m/min; 0.05, 0.1 , and 0.15 mm/rev, and 0.2, 0.4 and 0.6 mm, respectively. The cutting tool was selected as Secomax CBN200 such that the rake and clearance angles were 0° and 5°, while no coolant was used. Chip morphology, chip flow, surface roughness, hardness, tool wear, cutting insert and work piece surface temperatures and cutting force were observed during the cutting processes. The findings indicate that the size, shape and colour of the chips vary with cutting parameters. In addition, chip flow, hardness and cutting force increased with the increase in cutting speed, depth of cutting as well as feed rate. On the other hand, surface roughness increased in parallel with cutting speed, but decreased with feed rate and depth of cut. It was also found that cutting tool wear as well as cutting insert and work piece surface temperatures increased with the increase in cutting speed.