Derin kriyojenik işlemin aısı d2 soğuk iş takım çeliğinin işlenebilirliğine etkisi
Effect to machinability of aisi d2 cold work tool steel of deep cryogenic treatment
Yazar: MUSTAFA KARABATAK
Danışman: YRD. DOÇ. FUAT KARA
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Mikrosertlik = Microhardness ; Mikroskopi-elektron taramalı = Microscopy-electron scanning ; Soğuk iş takım çeliği = Cold work tool steel ; Takım aşınması = Tool wear ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Bu çalışmada, AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin sert tornalanmasında, soğuk iş takım çeliğine uygulanan derin kriyojenik işlem ve temperleme işleminin yüzey pürüzlülüğü (Ra) ve takım aşınması üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bununla birlikte, derin kriyojenik işlemin mekanik özellikler (makrosertlik ve mikrosertlik) ve mikroyapı üzerine etkileri incelenmiştir. Deney numuneleri CHT, DCT-36 ve DCTT-36 olmak üzere üç gruptan oluşmaktadır. Birinci gruptaki numuneler, sadece geleneksel ısıl işleme tabi tutularak 62 HRc sertliğine getirilmiştir. İkinci grup, geleneksel ısıl işlem sonrasında -145°C'de 36 saat derin kriyojenik işlem gören numunelerden oluşmaktadır. Son grup ise hem geleneksel ısıl işlem hem de derin kriyojenik işlem görmüş ve sonrasında 200°C'de 2 saat temperleme işlemi uygulanmış numunelerden oluşmaktadır. Deneylerde kesici takım olarak, Al2O3 + TiC matris esaslı kaplamasız karma alümina seramik (AB30) ve Al2O3 + TiC matris esaslı ve PVD yöntemiyle TiN kaplı seramik (AB2010) kesici takımlar kullanılmıştır. Deneylerde, üç farklı kesme hızı (50, 100, 150 m/dak), üç farklı ilerleme hızı (0,08, 0,16, 0,24 mm/dev) ve üç farklı kesme derinliği (0,25, 0,50, 0,75 mm) parametreleri seçilmiştir. Takım aşınması deneyleri ise, 150 m/dak kesme hızı, 0,08 mm/dev ilerleme hızı ve 0,6 mm kesme derinliğinde gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda; hem yüzey pürüzlülüğü hem de takım aşınması açısından en iyi sonuçlar, DCTT-36 numunesi ile elde edilmiştir. Kesici takımlar karşılaştırıldığında, yine yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması için en iyi sonuçlar kaplamalı seramik takım (AB2010) ile elde edilmiştir. Makrosertlik ve mikrosertlik değerleri DCT-36 numunesinde en yüksek seviyeye çıkmıştır. Mikroyapı açısından, daha homojen ve daha ince ikinci karbür oluşumlarının görüldüğü DCTT-36 numunesinin en iyi sonuçları sergilediği görülmüştür. Sonuç olarak, AISI D2 soğuk iş takım çeliğine uygulanan derin kriyojenik işlemin yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması, mekanik özellikler ve mikroyapı bakımından olumlu sonuçlar sergilediği gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the effects of deep cryogenic treatment and tempering on the surface roughness (Ra) and tool wear in hard turning of the AISI D2 cold work tool steel were investigated. However, it was analyzed that effects on microstructure and mechanical properties (macrohardness and microhardness) of the deep cryogenic processing. Test samples currently consists CHT, DCT-36 and DCTT-36 from the three groups. Samples of the first group has just brought to 62 HRC hardness subjected to conventional heat treatment. The second group consists of the deep cryogenic treatment sample treated for 36 hours at 145°C after conventional heat treatment. The latter group has seen both conventional heat treatment and after the deep cryogenic treatment is composed of 200°C for 2 hours was applied tempered sample. In the experiments as cutting tools, Al2O3 + TiC matrix composite alumina ceramic based uncoated (AB30) and Al2O3 + TiC and TiN coated ceramic based matrix with PVD (AB2010) cutting tools are used. In the experiments, three different cutting speeds (50, 100, 150 m/min), three different feed rate (0.08, 0.16, 0.24 mm/rev) and three different depth of cuts (0.25, 0.50, 0.75 mm) parameters are selected. The tool wear experiments, cutting speed of 150 m/min, feed rate of 0.08 mm/rev and the cutting depth of 0.6 mm were carried out. The experiments show that; the best results in terms of surface roughness and tool wear were obtained by DCTT-36 sample. When compared to cutting tools, as well as surface roughness and nose wear best results were obtained with coated ceramic cutting tools (AB2010). Microhardness and macrohardness values of samples in the DCT-36 has increased to the highest level. In terms of microstructure, more homogeneous and the second carbide formation of finer seen DCTT-36 samples were found to exhibit the best results. As a result, deep cryogenic process applied to AISI D2 cold work tool steels, it has been observed to exhibit positive results in terms of the surface roughness, tool wear, mechanical properties and microstructure.