Farklı kesici takım malzemeleri kullanarak NiTi şekil hafızalı alaşımların işlenebilirlik davranışlarının araştırılması ve performans parametrelerinin incelenmesi

Abstract

Nikel titanyum şekil hafızalı alaşımlar, üstün mekanik özelliklerinin yanında, süper elastiklik ve şekil hafızası gibi akıllı malzeme özellikleri de gösterirler. Bu alaşımlar, endüstride birçok alanda kullanılmakta ve bilimsel çalışmalarda araştırılmaktadır. Ancak bu malzemenin talaşlı imalat ile işlenebilirliği oldukça güçtür. Öte yandan talaşlı imalat süreçlerinin, malzemenin fonksiyonel özellikleri üzerinde bazı olumsuz etkilerinin olduğu da bilinmektedir.Bu çalışmada, çeşitli kesici uç malzemeleri kullanılarak, torna ve freze talaşlı imalat yöntemlerinde, nikel titanyum alaşımının işlenebilirlik davranışları araştırılmıştır. Geniş bir kesme hızı yelpazesi kapsamında geleneksel ve yüksek sertlikteki kesici takım malzemeleri deneysel olarak araştırılmıştır. Değerlendirilen işlenebilirlik davranışları, takım aşınması, takım ömrü, yüzey pürüzlülüğü, mikroyapı, mikrosertlik ve termal faz değişim özellikleridir. Elde edilen veriler göstermiştir ki kesme hızı ve kesici uç malzemesinin işlenebilirlik parametreleri üzerinde büyük bir etkisi vardır. Uygun kesme hızı ve kesici takım malzemesi seçimi ile bu alaşımların yüksek kesme hızlarında işlenmesinin mümkün olduğu görülmüştür. Öte yandan talaşlı imalatın fonksiyonel özellikler üzerindeki etkilerini en aza indirmek için yüksek hızlarda işleme yapılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.

Nickel-titanium shape memory alloys display super elasticity and shape memory properties in addition to their superior mechanical properties. This alloy is employed in many fields in the industry and investigated in scientific studies. However, the machinability of this material is quite difficult. Furthermore, it is known that the machining process has some negative effects on the functional properties of this material.In this study, machinability behaviors of nickel-titanium alloy were investigated using various cutting tool materials in turning and milling process. A wide range of cutting speed values was experimentally investigated using conventional and high hardness cutting tool materials. The evaluated machinability behaviors are tool wear, tool life, surface roughness, microstructure and thermal phase transformation properties. The obtained data showed that cutting speed and cutting tool material have great influences on machinability parameters. It is seen that it is possible to machine this alloy at high cutting speeds if proper cutting speed and cutting tool material is selected. Moreover, it is concluded that high-speed machining is required in order to minimize the negative effects of machining on functional properties.