Ti-6Al-4V `nin tornalanmasında takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğüne etki eden parametrelerin araştırılması

Abstract

Talaşlı imalat, istenilen parça şeklini elde etmek için iş parçası üzerinden kesici takım vasıtasıyla istenilmeyen malzeme kısmının uzaklaştırıldığı bir imalat yöntemidir. Bu imalat yöntemi ile farklı özelliklere sahip malzemeler nihai şekle getirilmektedir. Özellikle yüksek mukavemet, iyi korozyon direnci, uzun servis ömrü ve hafiflik gibi üstün özelliklere sahip malzemelerin işlenmesinde bazı sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu sorunların en başında kesici takımın hızlı aşınması ve işlenen yüzey kalitesinin kötü elde edilmesi gelir. Bu nedenle yapılan bu çalışmada üstün özelliklere sahip Ti-6Al-4V alaşımı CVD (TiCN+Al2O3+TiN) ve PVD (TiAlN) kaplı sementit karbür kesici takımlarla farklı kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği ve kesme uzunluğunun kombinasyonlarında kuru kesme şartları altında tornalanarak takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kesme parametrelerine bağlı olarak talaş kalınlıklarının değişimi araştırılmıştır. İlerleme, kesme derinliği ve kesme uzunluğunun artması hem CVD hem de PVD kaplı sementit karbür kesici takımlardaki aşınmayı arttırmıştır. Kesme hızının artması ise takım aşınmasını arttırmış yüzey pürüzlülüğünü ise optimum bir seviyeye kadar iyileştirmiştir. Özellikle, ilerlemenin ve kesme uzunluğunun artmasıyla beraber kesme hızının artması yüzey pürüzlülüğünün kötüleşmesine neden olmuştur. PVD kaplı kesici takımdaki aşınma CVD kaplı kesici takımdan daha az gözlemlenmiştir. Ancak, CVD kaplı kesici takıma göre PVD kaplı kesici takımdan elde edilen yüzey pürüzlülük değeri, kesme derinliği, ilerleme ve kesme uzunluğunun artmasıyla daha kötü olarak elde edilmiştir. Ayrıca talaş kalınlığı, kesme hızının artmasıyla düşerken kesme derinliği ve ilerlemenin artması ile artmıştır.

Machining is a manufacturing method that removes the unwanted materials over the surface of workpiece by means of cutting tool to obtain the desired piece shape. Materials having different properties take the final shape with this machining method. Especially, there are some problems in the machining of materials with excellent properties such as high strength, good corrosion resistance, long service life and low weight. The leading problem appears to be the fast wear of tool and the bad machining surface. Therefore, in this study, it was investigated that parameters have effect on tool wear and surface roughness by turning under dry cutting condition of Ti-6Al-4V alloy having excellent properties with CVD (TiCN+Al2O3+TiN) and PVD (TiAlN) cementite carbide cutting tools with the combinations of the different cutting speed, feed rate, cutting long and depth of cut. In addition, depending on cutting parameters, changes in chip thickness were investigated. Increase in feed rate, depth of cut and cutting length increased wear in both CVD and PVD coated cementite carbide cutting tool. On the other hand, increase in cutting speed increased tool wear, while surface roughness reduced to the optimum a level. Especially, with increase in feed rate and cutting length, increase in cutting speed caused the surface roughness to be worsened. The wear with PVD coated cutting tools was observed to be less than that of CVD coated cutting tools. However, the surface roughness value obtained with PVD coated cutting tools was worse when compared to CVD coated cutting tools with increase in depth of cut, feed rate and cutting length. Moreover, while chip thickness reduced with increase in cutting speed, it increased with increase in depth of cut and feed rate.