İşleme Yönteminin Plastik Enjeksiyon Kalıp Çeliğinin Yüzey ve Yüzey Altı Özelliği Üzerine Etkisi

Abstract

AISI P20, plastik enjeksiyon kalıbı üretiminde yaygın olarak kullanılan sertleştirilmiş kalıp çeliğidir. Kalıbın yüzey karakteristikleri, plastik enjeksiyon kalıp parçalarını kontrol etmede önemli rol oynar. İlaveten kalıbın özellikleri büyük ölçüde talaşlı imalat prosesi tarafından etkilenir. Bu çalışma plastik enjeksiyon kalıp çeliklerinin yüzey özellikleri üzerindeki işleme süreci koşullarına odaklanan kapsamlı deneysel çalışmayı sunmaktadır. Giriş parametreleri, kesme hızları, ilerleme oranları ve kesici uçların geometrisidir( silici uç ve normal uç ). Ölçülen çıktı parametreleri, işlenmiş parçaların yüzey altı sertliği ve kesme işleminden kaynaklanan faz dönüşümüdür. Deneysel sonuçlar, silici ucun parçaların yüzey kalitesini artırmaya önemli ölçüde katkıda bulunduğu göstermektedir. Ayrıca mikrosertlik ölçümü, bu alaşımın işlenmesinden kaynaklanan ısıl yumuşamanın gerçekleştiğini göstermektedir. XRD verileri işlenmiş numunelerde pik genişlemesi ve şiddet artışını göstermektedir.

Keywords

• AISI P20,Plastik enjeksiyon,Mikrosertlik,Silici uç

The Effect of Processing on The Surface and Subsurface Characteristic of Plastic Injection Mold Steel

Abstract

AISI P20 is prehardened mold steel that is commonly used to manufacture plastic injection molding. The surface characteristics of molds play crucial role to control plastic injected molds parts. Besides, the characteristic of molds is mainly influenced by machining process, the manufacturing process to produce molds. This study presents the extensive experimental work focusing on the machining processing conditions on the surface characteristics of Plastic Injection mold steels. The input parameters are cutting speeds, feed rates and cutting inserts’ geometry (wiper and non-wiper). The measured output parameters are subsurface hardness of machined parts and phase transformation induced from cutting process. Experimental results show that wiper insert significantly helps to improve surface quality of components. Besides, microhardness measurement shows that thermal softening occurs resulting from machining of this alloy. XRD data illustrates peak broadening and increased intensity with machined samples.

References

1. [1] Dewangan, S., C. Biswas and S. Gangopadhyay (2014), "Influence of different tool electrode materials on EDMed surface integrity of AISI P20 tool steel." Materials and Manufacturing Processes 29(11-12): 1387-1394. DOI: 10.1080/10426914.2014.930892
2. [2] Grzesik, W. and S. Brol (2009), "Wavelet and fractal approach to surface roughness characterization after finish turning of different workpiece materials." Journal of materials processing technology 209(5): 2522-2531. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2008.06.009 [3] Gupta, A., H. Singh and A. Aggarwal (2011), "Taguchi-fuzzy multi output optimization (MOO) in high speed CNC turning of AISI P-20 tool steel." Expert Systems with Applications 38(6): 6822-6828. DOI: 10.1016/j.eswa.2010.12.057
3. [4] Kaynak, Y. (2014), "Machining and phase transformation response of room-temperature austenitic NiTi shape memory alloy." Journal of materials engineering and performance 23(9): 3354-3360. DOI:10.1007/s11665-014-1058-9
4. [5] Kaynak, Y., H. Karaca and I. Jawahir (2015), "Cutting speed dependent microstructure and transformation behavior of NiTi alloy in dry and cryogenic machining." Journal of Materials Engineering and Performance 24(1): 452-460. DOI: 10.1007/s11665-014-1247-6 [6] Kaynak, Y., T. Lu and I. Jawahir (2014), "Cryogenic machining-induced surface integrity: a review and comparison with dry, MQL, and flood-cooled machining." Machining Science and Technology 18(2): 149-198. DOI: 10.1080/10910344.2014.897836
5. [7] Kaynak, Y., S. Robertson, H. Karaca and I. Jawahir (2015), "Progressive tool-wear in machining of room-temperature austenitic NiTi alloys: The influence of cooling/lubricating, melting, and heat treatment conditions." Journal of Materials Processing Technology 215: 95-104. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2014.07.015
6. [8] Khan, M., M. Mithu and N. R. Dhar (2009), "Effects of minimum quantity lubrication on turning AISI 9310 alloy steel using vegetable oil-based cutting fluid." Journal of materials processing Technology 209(15-16): 5573-5583. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.05.014
7. [9] Kiyak, M. and O. Cakır (2007), "Examination of machining parameters on surface roughness in EDM of tool steel." Journal of Materials Processing Technology 191(1-3): 141-144.
8. [10] Qureshi, A. (2015), "Optimization of Cutting parameters for Surface roughness in CNC turning of P20 steel."

9. [11] Ramesh, A., S. Melkote, L. Allard, L. Riester and T. Watkins (2005), "Analysis of white layers formed in hard turning of AISI 52100 steel." Materials Science and Engineering: A 390(1-2): 88-97. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2007.09.007
10. [12] Zeilmann, R. P., A. Tomé, A. Antonioli, D. C. Calza and M. V. R. Braghini (2008), Analysis of the surface integrity in milling of AISI P20 steel, SAE Technical Paper.