AISI 4140, AISI 316L ve AISI 316Ti paslanmaz çelik malzemelerin yenilenmiş karbür matkaplar ile delinmesinde performans analizi
Performance analysis in drilling AISI 4140, AISI 316L and AISI 316Ti stainless steel materials with reconditioned carbide drill bits
Yazar: SEDAT ALTAŞ
Danışman: PROF. DR. İSMAİL ŞAHİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, yenilemiş takımların performansı makine imalat sanayiinde kullanılan farklı malzemeler üzerinde delme deneyleri yapılarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında AISI 4140, AISI 316Ti titanyum stabilizasyonlu paslanmaz çelik ve AISI 316L paslanmaz çelik malzemeler üzerinde delme deneyleri yapılmıştır. Bu deneylerin sonucunda yenilenmiş takımların performansları delik çapından sapma, silindiriklikten sapma, dairesellikten sapma (ovalite), yüzey pürüzlülüğü, takım aşınma durumu, talaş durumu, kuvvet ve moment değerleri karşılaştırılarak incelenmiştir.
Kullanılan takımlarla iki ana deney grubu oluşturulmuştur. İlk deney grubunda takım yenileme işleminin takım aşınması ve delik kalitesi üzerinde etkileri incelenmiştir. Aşınma deneyleri AISI 4140 malzeme üzerinde yapılmıştır. Aşınma deneylerinde kullanılan takımlar yeni takım (A1), Türkiye'de orijinal tesiste yenilenmiş takım (A2), Türkiye'de orijinal tesiste alternatif kaplamayla yenilenmiş takım (A3), Türkiye piyasasında yenilenmiş takım (A4) olacak şekilde çeşitlendirilmiştir.
İkinci gruptaki deneylerde, belirtilen her üç malzeme üzerinde delme deneyleri yapılmıştır. İkinci deney grubundaki takımların tümü orijinal yenileme işlemine tabi tutulurken, kaplama sonrasında farklı bitirme işlemleri uygulanarak bu farklı bitirme işlemlerinin performans üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu gurupta yeni takım (P1), orijinal yenilenmiş takım (ıslak kumlama yapılmış, P2), yenilenmiş ve mikro kumlama yapılmış takım (P3), yenilenmiş ve sürükleme yöntemiyle son işlem uygulanmış takım (drag finishing, P4) ve yenilenmiş ve fırçalama yöntemiyle son işlem uygulanmış takım (P5) olacak şekilde 5 farklı takım kullanılmıştır. Bu gruptaki tüm takımların yenileme işlemi üretici firmanın Türkiye'deki tesisinde yapılmıştır.
Yapılan çalışmalar sonucunda, takım yenileme işleminin ekonomik olmasının yanında tatmin edici sonuçlar verdiği görülmüştür. Yenileme işlemi uygulanan takımlara çift kaplama uygulamasının delik çapından sapma bakımından olumsuz etkileri tespit edilmiştir. Yenileme işlemi uygulanan takımlar incelenerek, orijinal olmayan yenileme işleminin takım üzerinde geometrik farklılıklara sebep olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, the performance of reconditioned tools was investigated by performing drilling tests on different materials used in the machinery manufacturing industry. Within the scope of the study, drilling tests were carried out on AISI 4140, AISI 316Ti titanium stabilized stainless steel and AISI 316L stainless steel materials. As a result of these experiments, the performances of the reconditioned tools were investigated by comparing the deviation from hole diameter, deviation from cylindricality, deviation from circularity (ovality), surface roughness, tool wear condition, chip condition, force and moment values.
Two main experimental groups were formed using the tools. In the first experimental group, the effects of tool reconditioning on tool wear and hole quality were investigated. Wear tests were conducted on AISI 4140 material. The tools used in the wear tests are diversified as new tool (A1), original reconditioned tool in the facility in Turkey (A2), reconditioned tool with alternative coating in the original facility in Turkey (A3), and reconditioned tool in the Turkish market (A4).
In the experiments in the second group, drilling tests were carried out on all three specified materials. While all the tools in the second experimental group were subjected to the original reconditioning process, different finishing processes were applied after coating and the effects of these different finishing processes on the performance were examined. This group includes the new tool (P1), the original reconditioned tool (wet blasted, P2), the reconditioned and micro blasted tool (P3), the reconditioned and drag-finished tool (drag finishing, P4) and the reconditioned and the tool applied brush finishing (P5) 5 different tools were used as the applied set. The reconditioning process of all tools in this group was carried out at the manufacturer's facility in Turkey.
As a result of the studies, it has been seen that the tool reconditioning process is economical as well as giving satisfactory results. The negative effects of double coating application on the tools undergoing the reconditioning process in terms of deviation from the hole diameter were determined. By examining the tools that underwent the reconditioning process, it was observed that the non-original reconditioning process caused geometric differences in the tool.