Tel erozyon tezgahında hardox malzemesinin işlenmesinde işleme parametrelerinin yüzey kalitesi ve ölçü tamlığına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of manufacturing parameters on the surface quality and measurement completeness in the manufacturing of hardox material by wire electro discharge machine
Yazar: FERHAT ERBİR
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN SUR
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yüksek aşınma dirençli Hardox 500 çeliğinin, tel erozyon tezgâhında seçilen işlem parametrelerine bağlı olarak işleme sonrası ölçü tamlığı ve yüzey kalitesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Tel erozyon işleme sürecinde değişken parametreler olarak akım (60, 70, 80, 90 ve 100 A) ve sıvı basıncı (3 ve 4 bar) kullanılmıştır. Deneyler tel gerginliği, tel hızı (4 mm/dk), tel cinsi (pirinç) ve tel çapı (0,25 mm) sabit tutularak gerçekleştirilmiştir. İşleme sonrası kesilen geometrik şekillerin (dikdörtgen ve dairesel), boyutsal ölçü tamlığı ve yüzey pürüzlülükleri (Ra) incelenmiştir. Boyut kontrolleri CMM tezgahında ölçülmüş ve gerçek değere en yakın işleme koşulları tespit edilmiştir. En ideal koşullar dairesel formda akımın 70 A ve sıvı basıncının 4 bar olduğu, dikdörtgen formda ise akımın 90 A ve sıvı basıncının 4 bar olduğu işleme koşullarıdır. Ölçü tamlığı üzerinde sıvı basıncının ve akımın dikkate değer etkisinin olmadığı belirlenmiştir. 
Yüzey kalitesi incelendiğinde en etkili parametrenin akım olduğu görülmüştür. Yüzey kalitesinin en iyi elde edildiği işleme koşulu akım değerinin 60 A ve sıvı basıncının 4 bar olduğu durumdur. Akım değerinin azaldığı durumlarda yüzey kalitesinde iyileşme görülmektedir. Dairesel form ve dikdörtgen formun yüzey kaliteleri karşılaştırıldığında dairesel formlarda elde edilen yüzey kalitesinin daha iyi olduğu ortaya çıkmıştır. Sıvı basınç değerinin büyük bir etkisinin olmamasına karşın sıvı basıncının yüksek olmasının yüzey kalitesini iyileştirdiği gözlenmiştir. Kullanılan deney parametrelerinin deney numuneleri üzerindeki etkileri SEM (Scanning Electro Microscopy) görüntüleri ile incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda akımın artması ile yüzeyde çatlakların genişliğinin ve derinliğinin arttığı buna bağlı olarak yüzey kalitesinin kötüleştiği görülmüştür. Dikdörtgen formlu numunenin sertlik değerleri bütün yüzeyler için ölçülmüştür. Akım değerinin işlenmiş yüzey sertliği üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. En yüksek sertlik değeri 4 bar sıvı basıncı ve akımın 60 A olduğu işleme parametrelerinde 496,06 HBN olarak ölçülmüştür.

Anahtar Sözcükler: Hardox 500, tel erozyon, yüzey pürüzlülüğü

Abstract:
In this study, the effects of selected machining parameters on dimensional accuracy and surface quality of high-wear-resistant Hardox 500 steel were investigated using wire electrical discharge machining (WEDM). Current (60, 70, 80, 90 and 100 A) and coolant pressure (3 and 4 bar) were used as variable parameters in the wire electrical discharge machining process. The experiments were carried out using the wire tension, wire speed (4,0 m/min), wire type (brass) and wire diameter (0.25 mm) constant. 
The dimensional accuracy and surface roughness (Ra) of cut geometric shapes (rectangular and circular) were examined after the machining process. 
The dimensional controls were measured on a CMM, and the processing conditions closest to the actual values were determined. The most ideal conditions for circular shape were found to be an electrical current of 70 A and a fluid pressure of 4 bar 
while for rectangular shape, the optimal conditions were an electrical current of 90 A and a liquid pressure of 4 bar. It was determined that the fluid pressure and current did not cause significant changes in dimensional accuracy. 
When examining surface quality, the most effective parameter is the current. The machining condition in which the surface quality is best achieved is when the current value is 60 A and the coolant pressure is 4 bar. When comparing the surface qualities of the circular and rectangular forms, it was found that the surface quality obtained in the circular form was better. While the fluid pressure value did not have a significant effect, it was observed that higher fluid pressure improved the surface quality. The effects of the experimental parameters on the test specimens were examined using SEM (Scanning Electron Microscopy) images. Based on the conducted examinations, it was observed that increasing the current resulted in an increase in crack width and depth on the surface, leading to a deterioration in surface quality. Hardness values for the rectangular-shaped specimen were measured on all surfaces. It was determined that the current value has an effect on the processed surface hardness. The highest hardness value of 496.06 HBN was measured at processing parameters with a fluid pressure of 4 bar and a current of 60 A.

Key Word: Hardox 500, wire erosion, surface roughness