Çinko ve bakır katkılarının Al-7Si alaşımının işlenebilirlik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of zinc and copper additives on machinability properties of Al-7Si alloy
Yazar: FURKAN AFYON
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENOL BAYRAKTAR
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ikili Al-7Si, üçlü Al-7Si-4Zn ve dörtlü Al-7Si-4Zn-3Cu alaşımları kokil kalıpta döküm yöntemi kullanılarak üretildi. Üretilen alaşımların içyapı görüntüleri, optik mikroskop kullanılarak elde edildi. İkili Al-7Si alaşımının içyapısının alüminyumca zengin α, primer silisyum kristalleri ve ötektik Al-Si fazından oluştuğu görüldü. Al-7Si alaşımına eklenen %4 oranında çinko katkısının alaşımın içyapısında yeni bir faz oluşturmadığı görüldü. Al-7Si-4Zn-3Cu alaşımının içyapısında üçlü alaşımdakilere ek olarak Al2Cu fazının oluştuğu belirlendi. Üretilen alaşımların sertliklerinin ölçümünde Brinell, içyapılarını oluşturan fazların mikro sertliklerinde ise Vickers sertlik ölçme yöntemi kullanıldı. Alaşımların çekme dayanımı ile kopma uzaması değerleri, üniversal çekme deney cihazı kullanılarak belirlendi. Al-7Si alaşımına sırasıyla katılan çinko ve bakır katkılarının alaşımların sertlik ve çekme dayanımını arttırdığı, kopma uzamasını ise azalttığı gözlendi. Üretilen alaşımlar, tornalama ve frezeleme işlemleri ile birlikte delme işlemine hazır hale getirildi. Delme deneyleri, kaplamasız karbür matkaplar kullanılarak sabit kesme hızı (120 m/dk) ve ilerleme (0.15 mm) değerleri ile gerçekleştirildi. Üretilen alaşımlara yapılan delme işlemi sırasında en yüksek ilerleme kuvveti Al-7Si alaşımında gözlenirken, en düşük ilerleme kuvveti ise Al-7Si-4Zn-3Cu alaşımında gözlendi. Yığıntı talaş oluşumunun en fazla Al-7Si ve Al-7Si-4Zn alaşımlarında oluştuğu tespit edildi. İşlenebilirlik deneylerinden elde edilen sonuçlar, alaşımların mekanik ve içyapı özelliklerine dayandırılarak açıklandı.

Abstract:
In this study, binary Al-7Si, ternary Al-7Si-4Zn and quaternary Al-7Si-4Zn-3Cu alloys were produced by using permanent mould casting method. The internal structure images of the produced alloys were obtained using an optical microscope. The internal structure of the binary Al-7Si alloy consisted of aluminum-rich α, primary silicon crystals and eutectic Al-Si phase. The addition of 4% zinc to the Al-7Si alloy did not create a new phase in the alloy's internal structure. It was determined that Al2Cu (θ) phase was formed in addition to ternary alloy in Al-7Si-4Zn-3Cu alloy. Brinell hardness measurement method was used for the hardness of the produced alloys and Vickers hardness measurement method was used for the hardness of the internal structures. The tensile strength and breaking elongation values of the alloys were determined using a universal tensile tester. It was observed that zinc and copper additives added to Al-7Si alloy increased the hardness and tensile strength of the alloys and decreased breaking elongation. Alloys were prepared for drilling with turning and milling operations. Drilling experiments were carried out with constant cutting speed (120 m/min) and feed rate (0.15 mm/rev) values using uncoated carbide drills. The highest thrust force was observed in Al-7Si alloy while the lowest thrust force was observed in Al-7Si-4Zn-3Cu alloy. It was determined that the formation of BUE (Built up edge) was mostly in Al-7Si and Al-7Si-4Zn alloys. The results obtained from the machinability experiments were explained based on the mechanical and internal structure properties of the alloys.