Metal iyonlarıyla aşılanmış takımlarda aşınmanın belirlenmesi

Abstract

ÖZETTakım aşınması talaşlı imalatın temel problemlerinden biridir. Çünkü aşınan takım, işgücü,malzeme ve zaman kaybına sebep olurken, işlem verimliliği ve maliyetini olumsuz etkiler. Buyüzden takım aşınmasının kontrollü ve önceden tahmin edilebilir olması istenir. Aşınmanınkontrolü; aşınma zamanını önceden kestirerek gerekli tedbirin alınması ve aşınma tiplerininoluşma şartlarını göz önüne alarak takımın özelliklerinin iyileştirilmesini gerektirir.Bu çalışmada metal iyon aşılama ile yüzeyi iyileştirilmiş kesici takımların aşınma davranışları vekesme sırasında oluşan kesme kuvvetleri incelenmiştir. Avustralya Nükleer Bilim ve Teknolojikurumunda kesici takımlar metal iyon aşılama yöntemi ile çeşitli dozlarda Mo, Cr, Ti ve Zr ileaşılanmıştır. Elde edilen numuneler `Mo-500K', `Mo-1000K', `Cr-500K', `Cr-1000K', `Ti-500K', `Ti-1000K', `Zr-500K', `Zr-1000K' ve `Untreated' olarak adlandırılmışlardır. Kesme testleri ISO 3685`Tek noktalı tornalama takımlarıyla takım ömür testine' göre yapılmıştır. Tüm testler â120x300mm ebatlarında hazırlanmış AISI 4140 malzemesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Aşınma testlerinde işlem parametreleri kesme hızı 180m/dak, ilerleme 0.3 mm/dev ve 2 mmtalaş derinliği olarak belirlenmiştir. Kesme işlemlerinde soğutma sıvısı soğutma sıvısıkullanılmamıştır.Kuvvet ölçüm testleri için, asıl kesme kuvvetini(Fc) ve ilerleme kuvvetini(Fa) ölçebilecekstrengeçli dinamometre tasarlanıp, imal edilmiştir. Testler ilerlemenin 0.3mm/dev, talaşderinliğinin 2mm olduğu durumda gerçekleştirilmiştir. Bu iki değer sabit tutulup 180 ve 300m/dak'lık iki farklı kesme hızı kullanılmıştır.Deneyler sonucu metal iyonlarıyla aşılanan kesici takımlarda takım ömrü artmış, kesme hızıarttıkça kesme kuvvetlerinin azaldığı tespit edilmiştir.

ABSTRACTTool wear is one of the main problems in machining. Because, worn tools cause both loss oflabor, material and time, it unfavorably affect process efficiency and cost. Therefore, tool wearshould be both controllable and predictable. Control of wear requires estimations of tool life howprevious usage and tool properties taking account the type of wear involved.In this study, The wear behaviour of cutting tools whose surface had been modified using metalvapor ion implantation(MEVVA) were investigated. Mo, Cr, Ti and Zr metal ions at various dosewere implanted in cutting tools with MEVVA at the Australian Nuclear Sciense and TechnologyOrganisation. These samples were named `Mo-500K?, `Mo-1000K?, `Cr-500K?, `Cr-1000K?, `Ti-500K?, `Ti-1000K?, `Zr-500K?, `Zr-1000K? and `Untreated?. The cutting tests were performed inaccordance to the International Standards of Organization ISO 3685 `Tool-life testing with singlepoint turning tools?. All of the tests were performed on AISI 4140 workpiece material that hadbeen prepared to a size of â120x300mm.Machining parameters for the wear tests were a cutting speed of 180m/min, feedrate of 0.3mm/rev and a depth of cut of 2 mm. The cutting process was performed without coolant.For the cutting force measurement, a strain gauge dynamometer was designed and constructedto measure the main cutting force(Fc) and feedrate force(Fa). Tests were performed when themachining parameters were feedrate of 0.3 mm/rev and depth of cut of 2 mm. These twoparameters were fixed and 180 m/min,300 m/min cutting speed were used.In view of the test results, the life of the tools whose surfaces were modified using metal vaporion implantation(MEVVA) was increased. It was found that when the cutting speed increased,the cutting forces were reduced.