AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Farklı Geometriye Sahip Kesici Takımlarla Frezeleme İşleminde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Takım Aşınmasına Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğine ısıl işlem uygulanmış ve farklı sertliklerdeki (21-48-56 HRc) malzemeler CNC dik işleme merkezinde işlenerek; kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülük değerleri ve takım aşınmaları incelenmiştir. Frezeleme işleminde PVD yöntemi ile TiAl+Al2O3+ZrN kaplanmış iki farklı geometriye sahip sementit karbür kesiciler kullanılmıştır. Deneyler, dört farklı kesme hızında (70-90-110-130 m/min), üç farklı ilerlemede (0.05-0.1-0.15 mm/tooth) ve 0.5 mm sabit kesme derinliğinde kuru şartlar altında yapılmıştır. En iyi yüzey pürüzlülük değeri M1 malzemesinde 0.05 mm/tooth ilerleme değerinde 90 m/min kesme hızında elde edilirken, en kötü yüzey pürüzlülük değeri M2 ve M3 malzemesinde 0.15 mm/tooth ilerleme değerinde 130 m/min kesme hızında elde edilmiştir.

Keywords

• Soğuk iş takım çeliği
• AISI D2
• İşlenebilirlik
• Yüzey pürüzlülüğü

Investigation of the Effects of Cutting Parameters of AISI D2 Cold Work Tool Steel in Milling with Different Geometries Cutting Tools to Surface Roughness and Tool Wear

Abstract

In this study; AISI D2 Cold Work Tool Steel has been heat treated and different hardness materials (21-48-56 HRc) machining with CNC vertical machine and cutting forces, surface roughness, tool wears was investigated. In the milling machining, cementite carbide tools with two different geometries coated with TiAl+Al2O3+ZrN by PVD method were used. Experiments were carried out at four different cutting speeds (70-90-110-130 m/min), three different feed rates (0,05-0,1-0,15 mm/tooth) and under dry conditions at a constant cutting depth of 0.5 mm. The best roughness surface was obtained at M1 material, 0,05 mm/tooth feed rate value and 90 m/min cutting speed (0,098 mm). The lowest surface roughness was obtained at M2 and M3 materials, 0,15 mm/tooth feed rate value and 130 m/min cutting speed (0,439 mm – 0,952 mm respectively). 

Keywords

• Cold work tool steel
• AISI D2
• Machinability
• Surface roughness
• Tool wear

References

1. [1] H. Demir, B. Özlü, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 25, no. 1-2, 2009. 262-271.
2. [2] G. Uzun, İ. Çiftçi, Politeknik Dergisi vol. 15, no. 1, pp. 29-34, 2012.
3. [3] M. Akkurt, Talaş Kaldırma Yöntemleri ve Takım Tezgâhları, Birsen Yayınevi, 1992.
4. [4] H. Demir, H. B. Ulaş, M. Zeyveli, Stavax esr çeliğinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri açısından değerlendirilmesi, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük-Türkiye, 2009, pp. 1270-1273.
5. [5] M. Boy, H. Demir, İ. Korkut, Vanadis 10 soğuk iş takım çeliğinin işlenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük-Türkiye, 2009, pp. 1280-1283.
6. [6] İ. Ucun, K. Aslantaş, Sertleştirilmiş 52100 takım çeliğinin tornalanmasında karbürlü kesici takımın performansının araştırılması, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük-Türkiye, 2009, pp. 1256-1261.
7. [7] Y.G Jeong, M.C. Kang, J.S. Kim, K.H. Kim, W.G. Kim, I.D. Park, Y.H. Jun, Current Applied Physics, 2009, pp. 272–275.
8. [8] E. Aslan, Materials and Design, vol. 26, pp. 21–27, 2005.

9. [9] P. Koshy, R.C. Dewes, D.K. Aspinwall, Journal of Materials Processing Technology, vol. 127, pp. 266–273, 2002.
10. [10] N. Camuşçu, E. Aslan, Journal of Materials Processing Technology, vol. 170, pp. 121–126, 2005.
11. [11] E. Şirin, Y. Turgut, İ. Korkut, Politeknik Dergisi, vol. 15, no. 1, pp. 9-14, 2005.
12. [12] B. Bakır, M. Kurt, G. Basmacı, O. Girit, Frezelemede kesici takım çapı, ağız sayısı ve talaş açısının yüzey pürüzlülüğü ve kesici takım sehimlerine etkileri, Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir-Türkiye, 2012, pp. 138-144.
13. [13] F. Saba, S. Raygan, H. Abdizadeh, A. Dolatmoradi, Powder Teknoloji, vol. 246, pp. 229-234, 2003.
14. [14] C. K. N. Oliveira, L. C. Casteletti, N. A. Lombardi, G. E. D Totten, S. C. Heck, Vacuum, vol. 84, pp. 792–796, 2004.
15. [15] F.J. Da Silva, D.D. Franco, A.R. Machado, E.O. Ezugwu, A.M. Souza Jr, Wear 261 (2006) 674-685.
16. [16] E. P. DeGarmo, J. T. Black, R. A Kohser, Materials and Processes in Manufacturing, Prentice-Hall Inc., 11. Baskı 1997.
17. [17] K. Orra, S. K. Choudhury, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 81, pp. 475–492, 2016.
18. [18] M. Karabatak, F. Kara, Journal of Polytechnic, vol. 19, no. 3, pp. 349-355, 2016.
19. [19] P. Sharma, B. S. Sidhu, J. Sharma, Journal of Cleaner Production, vol. 108, pp. 72-79, 2015.
20. [20] Walter Kesici Takım kataloğu, Ankara, 2010.
21. [21] M.C. Çakır, Modern talaşlı imalat yöntemleri, Vipaş A.Ş, 2000.
22. [22] M. Zeyveli, H. Demir, H. B. Ulaş, A Güllü, Orvar supreme sıcak iş takım çeliğinin işlenebilirliğinin incelenmesi, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük-Türkiye, 2009, pp. 1266-1269.
23. [23] İ. Çiftçi, Talaşlı imalatta yüzey pürüzlülüğünün tayini ders notları”, Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük, 2004, pp. 1-6.
24. [24] Y. Özçatalbaş, Politeknik Dergisi, vol.4, pp. 47-52, 2002.
25. [25] H. Dilipak, V. Yılmaz, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi vol. 27, no. 2, pp. 285-294, 2012.
26. [26] G. Uzun, İ. Çiftçi, B. Demir, F. Hayat, “5140 çeliğinin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin işlenebilirliğe etkisi, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük-Türkiye, 2009, pp. 1262-1265.
27. [27] Trent EM., Metal Cutting, Butterworths Pres, London, 1989.