Bilyeli haddeleme yönteminde işlem parametrelerinin AA7075-T6 alüminyum alaşımının mekanik özellikleri üzerindeki etkilerinin deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the effects of ball burnishing process parameters on mechanical properties of AA7075-T6 aluminum alloy
Yazar: MAHMUT AKYÜZ
Danışman: PROF. DR. ULAŞ ÇAYDAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Haddeleme = Rolling ; Mikrosertlik = Microhardness ; Yorulma dayanımı = Fatigue strength ; Yorulma ömrü = Fatigue life ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Talaşlı üretim imalat yöntemlerinde kullanılan kesici takımın cinsi ve geometrisi, takım tezgâhı, seçilen parametreler ve çevresel koşullara bağlı olarak talaşlı işlenmiş yüzeylerde takım izleri çizikler şeklinde, aşırı plastik deformasyon, yüzey pürüzlülüğü, artık gerilme, yırtılma ve mikro çatlaklar şeklinde birçok hasar meydana gelmektedir. Bu hasarlar, malzemenin başta yorulma dayanımı olmak üzere, aşınma direnci, korozyon dayanımı ve birçok mekanik özelliklerini etkilemektedir. Malzeme yüzeyinde meydana gelen bu olumsuzlukları gidermek için taşlama, honlama, lepleme gibi birçok özel yöntem kullanılmaktadır. Ayrıca bilyeli haddeleme, derin haddeleme gibi geleneksel olmayan yöntemlerde tercih edilmektedir. Bilyeli haddeleme yönteminin avantajları ve kullanım kolaylığı sebebiyle yüzey işleme yöntemleri arasında, son zamanlarda daha çok tercih edilmektedir. Bu yöntemde, yüzeye belirli bir kuvvet ile bastırılan yuvarlanma elemanı yardımıyla yüzeylerden talaş kaldırılmadan, yüzeydeki mikro pürüzlülükleri küçük plastik deformasyonlara uğratılarak yüzey kalitesi iyileştirilir. İşlemde malzemenin yüzey sertliği artarken, yüzeyin pürüzlülüğü ise önemli derecede azalmaktadır.
Bu çalışmada da bilyeli haddeleme yönteminin işlem parametrelerinin (hadde basıncı ve paso sayısı) AA7075-T6 alüminyum alaşımının üzerindeki, yorulma dayanımı, sertlik, yüzey pürüzlülüğü, artık gerilme, mikrosertlik bakımından etkileri deneysel olarak incelenmiştir.
Bu çalışmada, bilyeli haddeleme yönteminin yüzey pürüzlüğünü iyileştirdiği, hadde parametrelerinden paso sayısının yüzey pürüzlülüğü üzerinde istatistiksel olarak (%41) hadde basıncından (%39.6) daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Uygulanan kuvvet ve paso sayısının malzemenin mikrosertliğini artırdığı,  kuvvet ve paso sayısındaki artışa bağlı olarak yaklaşık 20 HV oranında malzemenin mikrosertliğinin arttığı görülmüştür. Hadde kuvvetinin artması ile malzemede yüzey altı kalıntı gerilmenin arttığı gözlemlenmiştir. Malzemenin yorulma dayanımında iyileşme sağlandığı ve yorulma ömrünün arttığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Bilyeli Haddeleme, Yüzey İşleme, Yorulma Dayanımı.

Abstract:
Depending on the type and geometry of the cutting tool used in machining production methods, the machine tool, the selected parameters and the environmental conditions, many damages occur in the form of scratches, excessive plastic deformation, surface roughness, residual stress, tearing and micro cracks on the machined surfaces. These damages affect the material's fatigue resistance, abrasion resistance, corrosion resistance and many mechanical properties. Many special methods such as grinding, honing and lapping are used in order to eliminate these problems on the surface of the material. It is also preferred in non-conventional methods such as ball burnishing, deep rolling. Due to the advantages and ease of use of the ball burnishing method, it has become more preferred among surface treatment methods in recent times. In this method, the surface roughness is minimized by small plastic deformations without removing chips from the surfaces with the help of the rolling element pressed against the surface with a certain force. While the surface hardness of the material increases in the process, the surface roughness decreases significantly.
In this study, the effects of the process parameters of ball burnishing method (burnishing pressure and number of passes) on AA7075-T6 aluminum alloy in terms of fatigue strength, hardness, surface roughness, residual stress, micro hardness were investigated experimentally.
As a result of the experiments, it has been determined that the ball burnishing method improves the surface roughness, and the number of passes among the rolling parameters is statistically more effective on the surface roughness (41%) than the rolling pressure (39.6%). 
It was observed that the applied force and number of passes increased the microhardness of the material and the microhardness of the material increased by approximately 20 HV depending on the increase in the number of force and passes.  It has been observed that the sub-surface residual stress increases in the material with the increase of the burnishing force. It has been determined that the fatigue strength of the material is improved and the fatigue life increases.

Keywords: Ball Burnishing, Surface Treatment, Fatigue Strength.