Abrasive flow machining of aerospace materials

Abstract

İleri düzeyde bir yüzey işleme metodu olan aşındırıcı macunla yüzey işleme (AMİ), ulaşılması zor, sert ve karmaşık parçaların yüzeylerinin yüksek hassasiyetle işlenmesinde kullanılan ekonomik bir tekniktir. AMİ metodu ile havacılık sektöründe giderek artan yüksek yüzey kalitesi taleplerine karşı, parça yüzeylerindeki düşük mekanik özelliklere sahip katman yüzeyden kaldırılarak yüzey kalitesi iyileştirilmektedir. Bu çalışmada, AMİ metodundaki parametrelerin; iş parçası, aşındırıcı tane büyüklüğü, aşındırıcı oranı, döngü sayısı, elektro erozyonla işleme (EEİ) yöntemi kullanılarak hazırlanmış, havacılıkta kullanılan malzemelerin yüzeylerine etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda iki yönlü AMİ makinesi kullanılmıştır ve yüzey kalitesini iyileştirmek için farklı oranlarda polimer esaslı aşındırıcı partiküller içeren ve yarı akışkan macunlar geliştirilmiştir. Deneysel çalışmalar, havacılık sektöründe çokça kullanılan yüksek mukavemetli ve düşük korozyona sahip İnkonel 718 ve Titanyum (Ti-6Al-4V) alaşımları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde aşındırıcı malzeme olarak değişik tane boyutlarında ve oranlarında SiC kullanılmıştır. Deney sonuçlarında, AMİ işleminin uygulandığı yüzeyin kalitesinin arttığı gösterilmiştir. Yüzey pürüzlülük değerlerinin artan aşındırıcı oranı, tane büyüklüğü ve döngü sayısıyla azaltıldığı sonucuna ulaşılmıştır. Aynı şekilde malzeme kaldırma oranı da aşındırıcı tane büyüklüğü ve oranı ile artmaktadır. Yüksek döngü sayısı kullanılarak daha iyi yüzey kalitelerine ulaşılmıştır.

An advanced surface treatment method, abrasive flow machining (AFM), is an economical technique for high precision machining of hard and complex parts that are difficult to reach. With the AFM method, surface quality is improved by removing the low mechanical properties on the surface of the parts for increasing surface quality demands in the aviation industry. In this study, the effect of the parameters which is obtained from the AFM such as; workpiece materials, abrasive mesh size, abrasive concentration, number of cycles, is investigated on workpiece surfaces of materials machined by using an Electrical Discharge Machining (EDM) in aviation. A two-way Abrasive Flow Machine was used in the experimental studies. Semi-fluid media containing, polymer-based abrasive particles were developed at different ratios to improve surface quality. Experimental studies were carried out using high-strength and low-corrosion Inconel 718 and Titanium (Ti-6Al-4V) alloys used extensively in the aviation industry. Silicon carbide was used as an abrasive material in different grain sizes and proportions in the experiments. The results showed that the quality of the surface to which AFM was applied increased. It was concluded that the surface roughness values were reduced by increasing abrasive ratio, mesh size and number of cycles. At the same way, the material removal rate increases with the abrasive mesh size and concentration. The experiment results showed that better surface quality has been accomplished by using high cycle numbers.