Östemperlenmiş ferritik küresel grafitli dökme demirlerde kesme parametrelerinin işlemeye etkilerinin araştırılması
The effects of cutting parameters on machining for austempered ferritic ductile iron
Yazar: ŞAKİR YAZMAN
Danışman: PROF.DR. AHMET AKDEMİR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Mekanik özellikleri; diğer dökme demirlerden daha iyi olan küresel grafitli dökmedemirlere (KGDD) uygulanan östemperleme ısıl işlemi ile bu mekanik özelliklerdaha da iyileştirilmektedir. Üstün mekanik özellikleriyle dikkati çekenöstemperlenmiş küresel grafitli dökme demirler (ÖKGDD), özellikle otomotivsektöründe giderek artan bir uygulama alanına sahiptir. Bu üstün mekanik özelliklerive geniş kullanım alanlarına rağmen ÖKGDD'lerin işlenebilirliği konusunda,literatürde akademik anlamda yapılan çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada,kaplamasız ve yüksek kesme hızlarında kaplamalı kesici takımlar kullanılarak kesmeparametrelerinden, kesme hızı, talaş derinliği değişken değerlerde alınarakÖKGDD'lerin işlenmesinde en uygun koşulların belirlenmesi amaçlanmıştır.ÖKGDD'lerin işlenebilirliğinin değerlendirilmesinde, kesici takım aşınması, kesmekuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü, talaş morfolojisi ve yığıntı talaş oluşumu gibi kriterlerbaz alınmıştır. şlenebilirlik deneyleri ISO 3685'te belirtilen şartlara uygun olarakiyapılmıştır. KGDD numuneler ilk olarak 900 oC'de 90 dakika östenitlemeden sonra,tuz ergiyiğinde 380 oC'de 90 dakika östemperlenmiştir. Talaş kaldırma işlemlerindekullanılan kesici takımlar ISO 1832'ye uygun SCMT 120408-19 formunda seçilmişolup, takım tutucu biçimleri ise ISO 5608'e göre SSBCR 2525M-12 olarakseçilmiştir. Kaplamasız takımlarda K10, K10/20, K20 ve kaplamalı (Al2O3 ve TiC)takımlarda K05/K20 kaliteleri seçilmiştir. şlenebilirlik deneyleri sonucunda,kaplamalı takımlarla yüksek kesme hızlarında yapılan talaş kaldırma işlemlerindeaşınma ve yüzey pürüzlülüğü açısından kaplamasız takımlara göre daha iyi birperformans elde edilmesine rağmen, fakat kaplamalı takımlarda ani uç kırılmalarıgözlenmiştir. Düşük kesme hızlarında meydana gelen yığıntı talaş kesmekuvvetlerini ve yüzey pürüzlülüğünü olumsuz yönde etkilemektedir. Talaşderinliğinin artmasıyla kesme kuvvetlerinde artış gözlenmiş olup, talaş derinliğininyüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasına fazla bir etkisinin olmadığı görülmüştür.Kaplamalı takımlarla yapılan deneylerde talaş derinliği arttıkça yüzey pürüzlülüğüiyileşmiştir, bunun tam tersi olarak kaplamasız takımlarla yapılan deneylerde talaşderinliği arttıkça yüzey pürüzlülüğünde artış görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demir, işlenebilirlik,kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü, kesici takım aşınması, talaş morfolojisi, yığıntıtalaşii

Abstract:
Mechanical properties of ductile iron are known better than those of other cast irons.Further enhancements in mechanical properties of ductile iron can be achieved byaustempering heat treatment. Due to its high mechanical properties, austemperedductile iron (ADI) has widely been used especially in automobile industry. In spite oftheir superior and enhanced mechanical properties, and their increasing popularity,the information in literature concerning its machinability is inadequate. In this study,uncoated and coated tools were used at high cutting speeds, and it was aimed todetermine the best operative conditions for machining ADIs, machinability wasmeasured for a wide range of machining variables, such as cutting speed, and cuttingdepth. In the present study, the machinability of ADI is evaluated by adopting toolwear, cutting forces, surface roughness, chip root morphologies and built-up edge asgeneral criteria. Machinability tests were carried out according to ISO 3685iiistandards. Specimens were austenised at 900 oC for 90 min and then austempered inmolten salt at 380 oC for 90 min. Several sintered carbide tool grades were used inthe tests, including coated and uncoated types. Tools having positive rake angles,ISO SCMT 120408-19, which clamped on tool holders SSBCR 2525M-12 wereused. Uncoated sintered carbide grades used are K10, K10/20, K20 and coatedsintered carbide inserts K05/ K20 with multilayer coating of Al2O3 and TiC. In themachinability tests conducted in the present study, it was observed that coated toolsshowed better performance, due to their less tool wear, and surface roughness athigher cutting speed in comparison with the uncoated tools, on the other hand sometool fracture were also observed. It was found that, Built-up edge has a negativeeffect over surface roughness and cutting forces, at lower cutting speeds. It wasobserved that higher cutting depths lead to higher cutting forces, and it was recordedthat cutting depth has no significant effect over surface roughness and tool wear. Inthe machinability tests carried out with the coated tools, it was observed thatincreased cutting depth showed fine surface roughness. On the other hand, increasedcutting depth showed coarse surface roughness, during the tests carried out withuncoated tools.Key Words: Austempered ductile iron, machinability, tool wear, cutting forces,surface roughness, chip root morphologies, built-up edge.iv