Kompozit toz metal elektrotların elektro erozyon ile işleme performansının deneysel araştırılması
Experimental investigation on electrical discharge machining performance of composite powder metal electrodes
Yazar: ORHAN GÜLCAN
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM USLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kalıp ve zımbaların yüzeylerinin alaşımlanması sayesinde kalıp-zımba setinin ömrü, sertlikleri, aşınma dirençleri ve korozyon dirençleri arttırılabilmektedir. Ancak, yüksek ekipman maliyetleri ve karmaşık alaşımlama işlemleri yeni yüzey alaşımlama/değiştirme yöntemlerini araştırmayı zorunlu kılmaktadır. T/M yöntemi ile üretilen elektrotlar, elektro erozyonla işlemede (EEİ) yüzey alaşımlama için kullanılabilmektedir. Elektro erozyonla alaşımlama/kaplama (EEK) adı verilen bu yöntemde, elektrottan kopan malzeme ve dielektrik sıvısında bulunan karbon, işparçası yüzeyinde birikerek sert metal karbür tabakası oluşturur. Bu çalışmada, Cu-Cr, Cu-Mo ve Cu-B4C toz metal (T/M) elektrot kullanımının elektro erozyonla işleme (EEİ) performans çıktılarından işparçası işleme hızı (İİH), elektrot aşınma hızı (EAH), işlenmiş yüzeyin ortalama ve azami yüzey pürüzlülükleri (Ra ve Rz), işparçası yüzey katman kalınlıkları, mikrosertlik, korozyon direnci ve aşınma direnci üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Farklı toz karıştırma oranları, sıkıştırma basınçları ve sinterleme sıcaklıklarında elde edilen T/M elektrotlar SAE 1040 çeliğinin işlenmesinde kullanılmıştır. Analizler, elektrot malzemesinin işparçası yüzeyinde katman halinde alaşımlandığını ve karıştırma oranı, sıkıştırma basıncı ve sinterleme sıcaklığının EEİ performans çıktılarını etkilediğini göstermiştir. Elde edilen bu katman sayesinde iş parçası yüzeyinin korozyon ve aşınma direncinin arttırılabileceği, EDS analizleri, korozyon ve aşınma testleri yardımıyla gösterilmiştir.

Abstract:
The life, hardness, abrasive wear resistance and corrosion resistance of mold-tool set can be improved by alloying the surfaces of molds and tools. But, due to the high equipment costs and complex alloying processes make it necessary to investigate new surface alloying/modification methods. Electrodes produced by P/M technique can be used for surface alloying in electrical discharge machining (EDM). In this method, called electrical discharge alloying/coating (EDC), material from electrode and carbon in dielectric fluid accumulate on workpiece surface and form a hard metal carbide layer. In this study, the effect of use of Cu-Cr, Cu-Mo and Cu-B4C powder metal (P/M) electrodes on EDM performance outputs, namely material removal rate (MRR), electrode wear rate (EWR), mean and maximum roughness of machined surface (Ra and Rz), workpiece surface recast layer thickness, microhardness, corrosion resistance and abrasion wear resistance were investigated experimentally. The P/M electrodes produced at different mixing ratios, compacting pressures and sintering temperatures were used to machine SAE 1040 steel. The analyses performed have shown that the electrode material is deposited on to the work surface as a layer and the powder mixing ratio, the compaction pressure and sintering temperature affect the EDM performance outputs. With this recast layer, it was shown that, by the help of EDS analysis, corrosion and wear tests, it is possible to improve the corrosion and abrasive wear resistance of workpiece surface.