Kriyojenik ve kuru kesme şartlarının magnezyum alaşımının delinmesine etkisinin deneysel incelenmesi

Abstract

Günümüzde magnezyum alaşımları özellikle havacılık ve otomotiv sanayiinde alüminyum, çelik ve kullanılan diğer metallere göre yoğunluğunun düşük, ağırlığının hafif olması sebebiyle yoğun olarak kullanımına başlanmıştır. Bu özellikleri yanı sıra yüksek mukavemet ve elektromanyetik etkilere karşı dayanımının yüksek olması, işlenebilirliğinin iyi olması sebebiyle de ön plana çıkmaktadır. Literatürde magnezyum alaşımlarının tornalanması ile ilgili pek çok çalışma olmasına rağmen delik delme prosesi ile ilgili çok az çalışma yapılmıştır. Bu tez çalışmasında literatürde henüz çalışılmamış olan, magnezyum alaşımının kriyojenik sıvı ile dolu kalıp içerisinde delinmesi deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. AZ31B magnezyum alaşımı yalıtkan bağlama kalıbı içerisi sıvı nitrojen dolu durumda iken delinmiştir. Bu kapsamda hem kuru kesme şartlarında hem de kriyojenik sıvı içerisinde magnezyum alaşımı delinerek sonuçlar birbiri ile kıyaslanmıştır. Deneysel çalışmada, deneyler anında itme kuvveti, sıcaklık, deneylerden sonra ise talaş, takım aşınması, yüzey topografyası, çapak ve delik içi sertlikler incelenmiş ve ölçülmüştür. Çalışmanın sonucunda, delme testlerinin kriyojenik koşullarda yapılmasıyla itme kuvvetinin arttığı görülmüştür. Hem kuru hem de kriyojenik şartlar altında yapılan testlerde delik delme esnasında talaşlar tutuşma eğilimi göstermemiştir. Kriyojenik şartlar altında yapılan testlerde kuru kesmeye nazaran daha kısa talaşlar oluşmuştur. Kriyojenik koşullarda yapılan deneylerde malzemenin gevrek bir yapıya sahip olduğu için çapakların koptuğu tespit edilmiştir. Kuru kesme şartları altında yapılan testlerde matkap üzerinde malzeme yapışmaları kriyojenik şartlara göre daha fazla oluşmuştur. Ayrıca, kriyojenik şartlar altında yapılan testlerde daha düzgün yüzeyler elde edilmiştir.

In recent days, the magnesium alloys have started to use widely in the aerospace and automotive industry due to their low density and light-weight properties as compared to other metals such as aluminum, steel which are used in this industry. In addition to these properties, it stands out with properties such as high strength and high resistance to electromagnetic influences, good machinability. Although there are many studies related to turning of magnesium alloys, limited work has been done about drilling process on it. In this thesis, drilling of magnesium alloy in the fixture filled with cryogenic liquid was carried out experimentally. The AZ31B magnesium alloy was drilled in the thermally insulated fixture which is filled with liquid nitrogen. In this process, in both dry and cryogenic cutting conditions the magnesium alloy was drilled and the results compared with each other. During tests, the thrust force and temperature were recorded and after the tests, chips, tool wear, surface topography, burr and borehole hardness were measured and examined. The results showed that cryogenic condition increased thrust force. During the tests under both dry and cryogenic conditions, it was overserved that the chips did not tend to ignite. Tests were performed under cryogenic conditions resulted in shorter chips. Since the material has a brittle structure in cryogenic conditions, it was found that burrs were broken. In dry condition, material adhesion on the drill was higher than that in cryogenic conditions. In addition, smoother surfaces were obtained in the tests performed under cryogenic conditions.