CVD-TiCN/Al2O3/TiN Kaplamalı Kesici Uç ile Al-12Si-(0,02-1)Sr Alaşımlarının Tornalanmasında Kesme Kuvveti ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Deneysel Çalışma
CVD-TiCN/Al2O3/TiN Kaplamalı Kesici Uç ile Al-12Si-(0,02-1)Sr Alaşımlarının Tornalanmasında Kesme Kuvveti ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Deneysel Çalışma
Yazar: Hekimoğlu, Ali Paşa; Bayraktar, Şenol
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 10 No. 1, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Al-Si Alaşımı,Kesme Kuvveti,Yüzey Pürüzlülüğü,Yığıntı Talaş ; al si alaşımı,kesme kuvveti,yüzey pürüzlülüğü

Bu çalışmada, farklı oranlarda (%0,02; 0,1 ve 1) stronsiyum (Sr) içeren üç adet Al-12Si-Sr alaşımı kokil kalıba döküm yöntemiyle üretildi. Üretilen alaşımların içyapıları metalografik yöntemlerle, sertlik ve çekme dayanımı değerleri ise sırasıyla Brinell ölçüm yöntemi ve çekme deneyi ile belirlendi. Farklı Sr oranları ve kesme parametrelerinin bu alaşımların tornalanması esnasındaki kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri, farklı kesme hızı (200, 300 ve 400 m/dak), ilerleme (0,05; 0,1 ve 0,15 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (1,5 mm) koşullarında CVD-TiCN/Al2O3/TiN kaplamalı karbür kesici uç kullanılarak tespit edilmiştir. Metalografik incelemeler, Al-12Si-0,02Sr alaşımının içyapısının α, ötektik alüminyum-silisyum, Al-Fe-Si (δ) fazları ile primer silisyum parçacıklarından, Al-12Si-0,1Sr alaşımının içyapısının ise Al-12Si-0,02Sr alaşımında gözlenen fazlara ilave olarak Al-Sr-Si fazından oluştuğunu göstermiştir. Bu incelemelerde ayrıca Sr oranı arttıkça Al-Sr-Si fazının büyüdüğü ve/veya bu faz parçacıklarının sayısının arttığı gözlenmiştir. Üretilen alaşımlar içerisinde en yüksek sertlik ve çekme dayanımı değeri Al-12Si-0,1Sr alaşımından elde edilmiştir. Alaşımların kopma uzaması değeri ise artan Sr oranı ile sürekli azalmıştır. İşleme testlerinde kesme hızının artması ile kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğünün azaldığı, ilerlemenin artması durumunda ise bu değerlerin arttığı tespit edilmiştir. Tornalama testlerinde en düşük kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü değerleri, Al-12Si-0,1Sr alaşımının işlenmesinde ölçülürken, en yüksek değerler ise Al-12Si-0,02Sr alaşımında ölçülmüştür. Alaşımın işlenmesi esnasında yığıntı talaş (YT) oluşumu gözlenmiştir. YT oluşumunun yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme kombinasyonları kullanılarak azaltılabileceği ortaya konulmuştur. Kesici uçta en az YT oluşumu, Al-12Si-0,1Sr alaşımında gözlenirken, en fazla YT oluşumu ise Al-12Si-0,02Sr alaşımında gözlenmiştir. İşleme deneylerinden elde edilen bulgular, alaşımların yapısal ve mekanik özelliklerine dayandırılarak irdelenmiştir.

Bu çalışmada, farklı oranlarda (%0,02; 0,1 ve 1) stronsiyum (Sr) içeren üç adet Al-12Si-Sr alaşımı kokil kalıba döküm yöntemiyle üretildi. Üretilen alaşımların içyapıları metalografik yöntemlerle, sertlik ve çekme dayanımı değerleri ise sırasıyla Brinell ölçüm yöntemi ve çekme deneyi ile belirlendi. Farklı Sr oranları ve kesme parametrelerinin bu alaşımların tornalanması esnasındaki kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri, farklı kesme hızı (200, 300 ve 400 m/dak), ilerleme (0,05; 0,1 ve 0,15 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (1,5 mm) koşullarında CVD-TiCN/Al2O3/TiN kaplamalı karbür kesici uç kullanılarak tespit edilmiştir. Metalografik incelemeler, Al-12Si-0,02Sr alaşımının içyapısının α, ötektik alüminyum-silisyum, Al-Fe-Si (δ) fazları ile primer silisyum parçacıklarından, Al-12Si-0,1Sr alaşımının içyapısının ise Al-12Si-0,02Sr alaşımında gözlenen fazlara ilave olarak Al-Sr-Si fazından oluştuğunu göstermiştir. Bu incelemelerde ayrıca Sr oranı arttıkça Al-Sr-Si fazının büyüdüğü ve/veya bu faz parçacıklarının sayısının arttığı gözlenmiştir. Üretilen alaşımlar içerisinde en yüksek sertlik ve çekme dayanımı değeri Al-12Si-0,1Sr alaşımından elde edilmiştir. Alaşımların kopma uzaması değeri ise artan Sr oranı ile sürekli azalmıştır. İşleme testlerinde kesme hızının artması ile kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğünün azaldığı, ilerlemenin artması durumunda ise bu değerlerin arttığı tespit edilmiştir. Tornalama testlerinde en düşük kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü değerleri, Al-12Si-0,1Sr alaşımının işlenmesinde ölçülürken, en yüksek değerler ise Al-12Si-0,02Sr alaşımında ölçülmüştür. Alaşımın işlenmesi esnasında yığıntı talaş (YT) oluşumu gözlenmiştir. YT oluşumunun yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme kombinasyonları kullanılarak azaltılabileceği ortaya konulmuştur. Kesici uçta en az YT oluşumu, Al-12Si-0,1Sr alaşımında gözlenirken, en fazla YT oluşumu ise Al-12Si-0,02Sr alaşımında gözlenmiştir. İşleme deneylerinden elde edilen bulgular, alaşımların yapısal ve mekanik özelliklerine dayandırılarak irdelenmiştir.