TY  - JOUR
T1  - Sleipner Soğuk İş Takım Çeliğinin Elektro-Erozyon Tezgahında Bakır Krom Zirkonyum Alaşımı Elektrot ile İşlenmesinde İşleme Parametrelerinin Kerf ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin İncelenmesi
TT  - Investigation of the Effect of Processing Parameters on Kerf and Surface Roughness in the Machining of Sleipner Cold Work Tool Steel with Copper Chromium Zirconium Alloy Electrode in Electro-Erosion Machine
AU  - Ceritbinmez, Ferhat
AU  - Yapıcı, Ahmet
PY  - 2021
DA  - December
DO  - 10.31466/kfbd.948444
JF  - Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi
JO  - KFBD
PB  - Giresun University
WT  - DergiPark
SN  - 2564-7377
SP  - 570
EP  - 583
VL  - 11
IS  - 2
LA  - tr
AB  - Bu çalışmada 60-62 HRC sertlik değerine sahip Sleipner Soğuk İş Takım Çeliğinden Bakır Krom Zirkonyum Alaşımı Elektrot kullanılarak elektro erozyon işleme (EEİ) yöntemi ile talaş kaldırılmıştır. Bu kapsamda üç farklı boşalım akımı (6,25; 12,5; 25 A), üç farklı ark süresi (3; 6; 9 µs), üç farklı bekleme süresi (4; 6; 8 µs) işleme parametreleri kullanılarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Kullanılan işleme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, kerf açısı, işleme süresi gibi temel performans çıktıları üzerindeki etkileri analitik ölçümler ve makro analizler  ile belirlenmiştir. Yapılan analizler neticesinde bekleme süresinin artması ile işleme süresi büyük ölçüde artmış boşalım akımının ve ark süresinin artması ile azalmıştır. Boşalım akımının artması iş parçası ve elektrot arasında kıvılcımlanmayı arttırarak noktasal erime ve buharlaşma arttırmıştır bunun neticesinde yüzey pürüzlülüğü artmıştır. Düşük ark süresi ve yüksek bekleme süresi elektrotu birim zamanda daha fazla çalıştırarak aşındırmış bu aşınma sonucunda ortalama kerf açısı artmıştır. Boşalım akımının % 100 ve % 300’lük artışı neticesinde ortalama yüzey pürüzlülüğü sırasıyla % 62 ve % 87 oranında artmıştır. EEİ esnasında hem iş parçasının hemde elektrot malzemesinin aşınmasıyla ortaya çıkan debris ve kalıntıların ortamdan tahliye edilememesi veya elektrot uç kısımlarına yapışması işleme süresinde, yüzey pürüzlülüğünde ve elektrot aşınmasına bağlı kerf oluşumunda düzensizliğe sebep olmuştur.
KW  - EEİ
KW  - Kerf
KW  - Yüzey pürüzlülüğü
KW  - Sleipner.
N2  - In this study, metal was removed by electro erosion processing method using Copper Chromium Zirconium Alloy Electrode from Sleipner Cold Work Tool Steel with 60-62 HRC hardness value. In this context, experiments were carried out using three different discharge currents (6,25; 12,5; 25 A), three different pulse on times (3; 6; 9 µs), three different pulse off times (4; 6; 8 µs). The effects of the used processing parameters on the fundamental performance outputs such as surface roughness, kerf angle, processing time were determined by analytical measurements and macro analysis. As a result of the analysis, the processing time increased significantly with the increase in the pulse off time and decreased with the increase of the working current and pulse on times. The increase in the working current increased the spark between the workpiece and the electrode, increasing the point melting and evaporation, as a result of which the surface roughness increased. The electrode was worn out due to the effect of the low pulse on time and high pulse off time parameters, as it worked more per unit time, as a result of this wear, the average kerf angle increased. As a result of the % 100 and % 300 increase in the discharge current, the average surface roughness increased by % 62 and % 87, respectively. Failure to evacuate debris and residues caused by wear of both the workpiece and the electrode material during EDM or sticking to electrode tips were caused irregularity in the processing time, surface roughness and kerf formation due to electrode wear.
CR  - Abhishek, K., Datta, S., Biswal, B. B., & Mahapatra, S. S. (2017). Machining performance optimization for electro-discharge machining of Inconel 601, 625, 718 and 825: an integrated optimization route combining satisfaction function, fuzzy inference system and Taguchi approach. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 39(9), 3499-3527. https://doi.org/10.1007/s40430-016-0659-7
CR  - Bari, P., Chauhan, S., Patil, K., Mhasde, S., & Dharmadhikari, A. (2017, January). Optimization of electric discharge machining process parameters using carbon nanotubes. In 2017 International Conference on Nascent Technologies in Engineering (ICNTE) (pp. 1-6). IEEE. DOI: 10.1109/ICNTE.2017.7947980
CR  - Bin Abdul Rahim, M. A. S., bin Minhat, M., Hussein, N. I. S. B., & bin Salleh, M. S. (2018). A comprehensive review on cold work of AISI D2 tool steel. Metallurgical Research & Technology, 115(1), 104. https://doi.org/10.1051/metal/2017048
CR  - Guu, Y. H. (2005). AFM surface imaging of AISI D2 tool steel machined by the EDM process. Applied Surface Science, 242(3-4), 245-250. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.08.028
CR  - Gupta, R., Bibave, P., Shelke, A., Kesarkar, R., Bari, P., & Chauhan, S. (2016). Optimization of electrical discharge machining process parameters using flushing and drilled tool. Int. Res. J. Eng. Technol., 3(4), 1316-1320.
CR  - Kalyon, A. (2019). Elektro Erozyon ile İşlemede Yüzey Pürüzlülüğü ve İş Parçası İşleme Hızının Alüminyum Alaşımı İçin Taguchi Tekniği ile Optimizasyonu. DEUFMD, 21(62), 595-605. DOI:10.21205/deufmd.2019216223
CR  - Kalyon, A., & Fatatit, A. Y. (2019). The Environmental Impact of Electric Discharge Machining. International Journal of Engineering Science and Application, 3(3), 123-129. https://dergipark.org.tr/tr/pub/ijesa/issue/49080/556823
CR  - Kalyon, A. (2020). AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Elektro Erozyon Tekniği İle İşlenebilirliğinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Uygulamalı Bilimler Dergisi, 3(1), 75-86. Doi: d x.doi.org/10.31200/makuubd.494265
CR  - Lee, H. T., Hsu, F. C., & Tai, T. Y. (2004). Study of surface integrity using the small area EDM process with a copper–tungsten electrode. Materials Science and Engineering: A, 364(1-2), 346-356. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.08.046
CR  - Lee, S. H., & Li, X. P. (2001). Study of the effect of machining parameters on the machining characteristics in electrical discharge machining of tungsten carbide. Journal of materials processing Technology, 115(3), 344-358.https://doi.org/10.1016/S0924-0136(01)00992-X
CR  - L. Li, Z. Y. Li, X. T. Wei & X. Cheng (2015). Machining Characteristics of Inconel 718 by Sinking-EDM and Wire-EDM, Materials and Manufacturing Processes, 30:8, 968-973, http://dx.doi.org/10.1080/10426914.2014.973579
CR  - Mohanty, C. P., Mahapatra, S. S., & Singh, M. R. (2014). An experimental investigation of machinability of Inconel 718 in electrical discharge machining. Procedia materials science, 6, 605-611. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.075
CR  - Nas, E. (2020). Analysis of the electrical discharge machining (EDM) performance on Ramor 550 armor steel. Materials Testing, 62(5), 481-491. https://doi.org/10.3139/120.111510
CR  - Nas, E., Argun, K., & Zurnacı, E. (2018). AISI 1.2738 Çeliğinin Elektro-Erozyon Tezgahında Bakır ve Grafit Elektrot İle İşlenmesinde İşleme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin Deneysel ve İstatiksel Olarak İncelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(4), 1082-1093.
CR  - Özdemir, M , Yılmaz, V , Dilipak, H . (2015). AISI 1040 Çeliğinin Elektro Erozyon ile İşleme Yöntemiyle Delinmesinde İşleme Parametrelerinin Temel Performans Çıktıları Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji , 3 (1) , 417-426 . https://dergipark.org.tr/tr/pub/gujsc/issue/7466/98309
CR  - Payal, H. S., Choudhary, R., & Singh, S. (2008). Analysis of electro discharge machined surfaces of EN-31 tool steel. Journal of Scientific and Industrial Research, 67(12) https://www.researchgate.net/publication/242121494
CR  - Sengottuvel, P., Satishkumar, S., & Dinakaran, D. (2013). Optimization of multiple characteristics of EDM parameters based on desirability approach and fuzzy modeling. Procedia Engineering, 64, 1069-1078.              https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.09.185
CR  - Singh, S., Maheshwari, S., & Pandey, P. C. (2004). Some investigations into the electric discharge machining of hardened tool steel using different electrode materials. Journal of materials processing technology, 149(1-3), 272-277. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2003.11.046
CR  - Srithar, A., Palanikumar, K., & Durgaprasad, B. (2014). Experimental investigation and surface roughness analysis on hard turning of AISI D2 steel using coated carbide insert. Procedia Engineering, 97, 72-77. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.226
CR  - Sundaram, M. M., & Rajurkar, K. P. (2008). Toward freeform machining by micro electro discharge machining process. In Transactions of the North American Manufacturing Research Institution of SME - Paper Presented at NAMRC 36 (pp. 381-388). (Transactions of the North American Manufacturing Research Institution of SME; Vol. 36).
CR  - Torres, A., Puertas, I., & Luis, C. J. (2016). EDM machinability and surface roughness analysis of INCONEL 600 using graphite electrodes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 84(9), 2671-2688. https://doi.org/10.1007/s00170-015-7880-x
CR  - Uğur, A., Nas, E., & Gökkaya, H. (2020). Investigation of the machinability of SiC reinforced MMC materials produced by molten metal stirring and conventional casting technique in die-sinking electrical discharge machine. International Journal of Mechanical Sciences, 186, 105875. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2020.105875
CR  - Yıldız, Y. (2017). Biyomedikal Uygulamalar için Magnezyum-Kalsiyum (Mg-0.8Ca) Alaşımının Dalma Elektro Erozyon ile İşlenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 20(59), 336-346. DOI: 10.21205/deufmd. 2018205927
CR  - Zappelino, B. F., de Almeida, E. D. S., Krelling, A. P., da Costa, C. E., Fontana, L. C., & Milan, J. C. G. (2020). Tribological behavior of duplex-coating on Vanadis 10 cold work tool steel. Wear, 442, 203133. https://doi.org/10.1016/j.wear.2019.203133
UR  - https://doi.org/10.31466/kfbd.948444
L1  - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/1808954
ER  -