AN EVALUATION ON MACHINABILITY OF AISI 303 AND AISI 410 STAINLESS STEELS MACHINED BY TiC COATED TIPS

Abstract

In this study, machinability properties of stainless steel materials having two different microstructures and chemical compositions, namely austenitic (AISI 303) and martensitic (AISI 410), were investigated. Machinability studies were carried out in dry turning conditions. In experiments, cemented carbide tool coated with TiC was used and, feed rate and depth of cut were kept constant at 0.12 mm/rev and 1.2 mm consequently. Turning forces, chip forms and surface roughness were examined as machinability properties. Different cutting forces and surface roughness were obtained depending on cutting speeds. Turning forces decreased with increasing cutting speed for both materials. Because of the high ratio of the sulphur in austenitic stainless steel (AISI 303) lower turning forces and surface roughness were abtained for this steel than the martensitic stainless steel (AISI 410).

Keywords

• Machinability, Stainless steel, Turning forces, Surface roughness

TiC KAPLAMALI TAKIMLA İŞLENEN AISI 303 VE AISI 410 PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Bu çalışmada, östenitik (AISI 303) ve martensitik (AISI 410) olmak üzere iki farklı mikro yapıya ve kimyasal bileşime sahip paslanmaz çelik malzemelerin işlenebilirlik özellikleri araştırılmıştır. İşlenebilirlik deneyleri kuru tornalama ortamında gerçekleştirilmiştir. Deneylerde 0.12 mm/dev ilerleme hızı ve 1.2 mm talaş derinliği sabit tutulmuş, kesici uç olarak TiC kaplı sementit karbür takım kullanılmıştır. İşlenebilirlik özelliklerinden tornalama kuvvetleri, talaş formu ve yüzey pürüzlüğü incelenmiştir. Kesme hızına bağlı olarak farklı kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü değerleri elde edilmiştir. Her iki malzeme için artan kesme hızı ile birlikte tornalama kuvvetleri azalmıştır. Kimyasal bileşiminde yüksek orandaki sülfür içeren östenitik paslanmaz çelik (AISI 303), martensitik paslanmaz çelik (AISI 410) malzemeye göre daha düşük tornalama kuvvetleri ve yüzey pürüzlülük değerleri vermiştir

Keywords

• İşlenebilirlik, Paslanmaz çelik, Tornalama kuvvetleri, Yüzey pürüzlülüğü

References

1. Agrawal B. K. (1983): “Introduction to Engineering Materials”, New Delhi, Mc Graw-Hill Publishing Co.
2. Boothroyd G. (1991): “Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools”, Singapore.
3. Callister W. D. (1991): “Materials Science And Engineering An Introduction”, New York, John Wiley and Sons, Inc.
4. Çiftçi İ. (2005): “The Influence of Cutting Tool Coating and Cutting Speed on Cuttting Forces and Surface Roughness in Machining of Austenitic Stainless Steel”, J. Fac. Eng. Arch. Gazi. Univ., Cilt 20, Sayı 2, s.205-209.
5. Demir H., Ulaş H. B., Zeyveli M. (2009): “Stavax ESR Çeliğinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Kesme Kuvvetleri Açısından Değerlendirilmesi”, Karabük, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09).
6. Feirer J. L. (1983): “Materials: Machinability of Steels” Machine Tool Metalworking Principles and Practice, 2nd Edition, McGraw Hill Book Co.
7. Gökkaya H., Nalbant M. (2007): “Kesme Hızının Yığıntı Katmanı ve Yığıntı Talaş Oluşumu Üzerindeki Etkilerinin Sem İle İncelenmesi”, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., Cilt 22, Sayı 3, s.481-488.
8. Higgins R. A. (1987): “Materials: For The Engineering Technician”, New York, Chapman and Hall Inc.

9. Kosa T., Ronald P. (1989): “Machining of Stainless Steel”, Ohio, Metals Handbook: Machining, vol 16, 9th Edition, Ed: J. R. Davis, Metals Park.
10. Lula R. A., Bernstain I. M. (1977): “Residual and Minor Elements in Stainless Steel”, Handbook of Stainless steel, Editör: D. Peckner, McGraw Hill Book Co.
11. Oishi K. (1996): “Mirror Cutting of Aluminum with Sapphire Tool”, Journal of Materials Processing Technology, Cilt 62, s.331-334.
12. Özcatalbas Y., Ercan F. (2003): “The Effects of Heat Treatment on The Machinability of Mild Steels”, Journal of Materials Processing Technology, Cilt 136, s.227–238.
13. Y. Özcatalbas, A. Baş (2006): “Effect of Cooling by Air Spraying on Cutting Forces and Tool Life in Turning”, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., 21(3), 451-455.
14. Özer A., Bahçeci E. (2009): “AISI 410 Martensitik Paslanmaz Çeliklerin Kesici Takım ve Kaplamasına Bağlı İşlenebilirliği”, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., Cilt 24, Sayı 4, s.693- 698.
15. Sai W. B., Salah N. B., Lebrun J. L. (2001) “Influence of Machining By Finishing Milling on Surface Characteristics”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Cilt 41, s.443-450.
16. Sarwar M., Zhang X., Gillibrand D. (1997): “Performance of Titanium Nitride-Coated Carbide Tipped Circular Saws When Cuttig Stainless Steel and Mild Steel”, Surface and Coatings Technology, Cilt 94, Sayı 95, s.617-621.
17. Trent E. M. (1984): “Metal Cutting”, London, Tanner Ltd.
18. Zimmerman C., Boppana S.P., Katbi K. (1989): “Machinability Test Methods”, Ohio, Metals Handbook: Machining, Cilt 16, 9th Edition, Editör: J. R. Davis, Metals Park.