Toz katkılı elektriksel kıvılcım ile işlenmiş yüzeylerin aşınma karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Aşınma makine mühendisliğinde karşılaşılan en büyük sorunlardan biridir. Bir makinanın işletme sırasındaki bakım maliyetleri ve kullanılan makina elemanlarının ömrünü doğrudan etkileyen yüzey aşınması birçok faktörden aynı anda etkilenir. Günümüzde en yaygın olarak kullanılan aşılmamış imal usullerinden biri olan Elektriksel Kıvılcımla İşleme (EKİ) yöntemi işlenen yüzey özelliklerini fazlasıyla etkilemektedir. Bu yöntemin temeli, dielektrik bir sıvı içerisinde iş parçası ve elektrot arasındaki termal ve elektriksel enerji geçişidir. Yöntemin en temel parametreleri iş parçası ve elektrot malzemesi, darbe akımı, darbe süresi ve dielektrik sıvı olarak verilebilir. Dielektrik sıvı içerisine farklı özelliklerde tozların katılması ile yapılan işleme ise Toz Katkılı Elektriksel Kıvılcımla İşleme (TK-EKİ) olarak tanımlanmıştır. Farklı özellikteki tozların dielektrik sıvıya katılması, işleme yöntemini ve sonuçlarını, yüzey aşınma direnci dahil, önemli oranda değiştirmektedir. Bu çalışmada TK-EKİ parametrelerinin işlenmiş yüzeyin aşınma davranışı üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu maksatla üç farklı iş parçası malzemesi, iki farklı darbe süresi, iki farklı Dielektrik sıvı içerisinde üç farklı konsantrasyonda SiC tozları kullanılarak işleme yapılmıştır. İşlenen tüm numuneler denk koşullarda aşınma testine tabi tutulmuştur. Aşınma testlerinin sonuçları değerlendirildiğinde her bir numunenin aşınma davranışının birbirinden farklı olduğu görülmüştür. Bu farklılığı yaratan faktörlerin tespiti amacıyla numune yüzeyleri Taramalı Elektron Mikroskobu ile, kesitleri ise optik mikroskop ile incelemiştir.EKİ sırasında kullanılan parametreler yüzey aşınma direncini önemli oranda değiştirmektedir. Takım elektrot olarak grafit kullanılması martenzit dönüşümü destekleyerek yüzey aşınma direncini değiştirmiştir. Çift fazlı ve ferritik çeliklerin hidrokarbon bazlı dielektrik sıvı ile işlenmesi sırasında karbon içeriği ferritik taneleri etkilemiştir ve yüzey aşınma direnci önemli oranda artmıştır. Dielektrik sıvıya toz katkısı eklenmesi yüzey topoğrafyasını değiştirerek yüzey aşınma direncini etkilemiştir. TK-EKİ sırasında yüzeye nüfuz eden toz taneleri aşınma direncini yükseltmiştir. Elde edilen sonuçlar yüzeyden beklenen özelliklerin EKİ sırasında kazandırılabileceğini göstermiştir.

Wear is one of the major problems that encountered in mechanical engineering. Maintenance costs of the machine during operation and service life of the elements are directly affected from surface wear related to many factors at the same time. Today one of the most used nontraditional fabrication process Electrical Discharge Machining (EDM) strongly affects the machined surface properties. The basic of this method is thermal and electrical energy transfer between work piece and tool electrode in an dielectric liquid. Major parameters of method can be given as materials of work piece and tool electrode, pulse current, pulse duration and dielectric liquid. Machining by adding powders with different properties is called Powder Mixed Electrical Discharged Machining (PM-EDM). Adding powders with different properties to dielectric liquid changes machining process and its results substantially. In this study the affect of Powder Mixed Electrical Discharge Machining parameters on wear characteristics of the machined surface is researched. For this purpose three different work piece materials, two different tool electrodes, two different pulse durations, three different concentration of SiC powder in two different dielectric liquid are used for machining. All of ABSTRACT (continued)the machined samples are subjected to wear test on equivalent conditions. When evaluated the results of the these test, it is seen that the wear characteristic of each sample is different. To detect the factors that create these differences sample surfaces are examined with Scanning Electron Microscope and the section of samples with optical microscope.The parameters used during EDM changes surface wear resistance substantially. Using graphite as tool electrode changes surface wear resistance by supporting martensite transformation. While machining dual phases and ferritic steel with hydrocarbon based dielectric liquid carbon content effects ferritic grains and surface wear resistance increases significantly. Mixing powders to dielectric liquid effects surface wear resistance by changing surface topography. Penetration of powder to surface during PM-EDM increases surface wear resistance. The results show that the properties. The results show that the properties expected from the surface can be gained by EDM.