Optimization of cutting parameters and analysis of effects of artificial aging on machinability of AA7075 alloy

Abstract

In this study, The effect of aging heat treatment on machinability of AA7075 aluminum alloy is investigated. Turning experiments were performed on the aluminium test pieces obtained commercially as T6 heat treated and the aged test materials to investigate the effects of cutting tool tip radius and cutting parameters on surface roughness. Machining conditions are designed in the L18 array according to the Taguchi method. The machining tests were carried out at without coolant on CNC turning. Variance analysis (ANOVA) was used to determine the effect of cutting parameters on the surface roughness. According to the variance analysis results, it has been determined that the most efficient cutting parameter on surface roughness (Ra) is the feed rate with 68.28% for the main material and 55.21% for the aged material.

Keywords

• AA7075 alloy,Machinability,Taguchi method,ANOVA

AA7075 alaşımının işlenebilirliğine suni yaşlandırmanın etkisinin analizi ve kesme parametrelerinin optimizasyonu

Öz

Bu çalışmada, AA7075 alüminyum alaşımında yaşlandırma ısıl işleminin işlenebilirliğe etkisi araştırılmıştır. Ticari olarak T6 ısıl işlem şartlarında temin edilen ana malzeme ve yaşlandırılan malzeme üzerinde tornalama deneyleri yapılarak, kesici takım uç yarıçapının ve kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İşleme şartları Taguchi yöntemine göre L18 dizininde tasarlanmıştır. İşleme deneyleri kuru kesme şartlarında CNC torna tezgâhında gerçekleştirilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü (Ra) üzerinde işleme parametrelerinin etkisini belirlemek amacıyla varyans analizi (Anova) yapılmıştır. Varyans analiz sonuçlarına göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili kesme parametresi ana malzeme için %68.28 katkı oranı ve yaşlandırılan malzeme için %55.21 katkı oranı ile ilerleme miktarı olmuştur.

Anahtar Kelimeler

• AA7075 alaşımı,İşlenebilirlik,Taguchi,Anova

References

1. Çağan S. Ç, Uğurlu M, Buldum B. B, Sevim İ. “Alüminyum ve alaşımlarının asker araçlarda kullanımı”. II Uluslararası Savunma Sanayi Sempozyumu, Kırıkkale, Türkiye, 06-08 Nisan 2017.
2. Güleryüz K, Kaçar R. “Deformasyon yaşlanmasının AA7075 alüminyum alaşımının mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi”. 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), Elazığ, Türkiye, 16-18 Mayıs 2011.
3. Yüksel B. “6063 alüminyum alaşımının sertliği ve taneler arası korozyonu üzerine suni yaşlandırmanın etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(4), 395-398, 2017.
4. Demir H, Gündüz S. “The effects of aging on machinability of 6061 aluminium alloy”. Materials & Design, 30(5), 1480-1483, 2009.
5. Krishna N. N, Praveen M, Mangam V. “Study on influence of heat treatment on mechanical properties and machinability during CNC turning of AA6061 alloy”. Materials Science and Engineering, 377(1), 12-25, 2018.
6. Al-Saadı H. I. A, Tunay R. F. “Suni yaşlandırma işleminin alüminyum alaşımının sertliği üzerine etkisi”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 5(3), 525-532, 2017.
7. Türkmen M, Akdemir O, Taşpınar Y, Yıldız M, Gündüz S. “Al-Mg-Si alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine soğuma hızının etkisi”. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 21(1), 11-14, 2015.
8. Sivasankaran S, Harisagar PT, Saminathan E, Siddharth S, Sasikumar P. “Effect of nose radius and graphite addition on turning of AA 7075-ZrB2 in-situ composites”. Procedia Engineering, 97, 582-589, 2014.

9. Sekmen M, Günay M, Şeker U. “Alüminyum alaşımlarının işlenmesinde kesme hızı ve talaş açısının yüzey pürüzlülüğü yığıntı talaş ve yığıntı katmanı oluşumu üzerine etkisi”. Politeknik Dergisi, 18(3), 141-148, 2015.
10. Teimouri R, Saeid A, Nasrodin M. "Experimental study and empirical analysis on effect of ultrasonic vibration during rotary turning of aluminum 7075 aerospace alloy". Journal of Manufacturing Processes, 26, 1-12, 2017.
11. Dişbudak T, Şensoy S. “7075 Alüminyum alaşımının tornalamasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin analizi”. Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi, 2(1), 13-29, 2014.
12. Iscar Manufacturer of Metalworking Tools. “Cutting Tools Catalog”. https://www.iscar.com/eCatalog/Index.aspx (21.01.2020).
13. Türk Standartları Enstitüsü. “Torna Kalemleri-Ömür Deneyi” TS 10329 (ISO 3685), (1992).
14. Kıvak T. “Optimization of surface roughness and flank wear using the taguchi method in milling of hadfield steel with PVD and CVD coated ınserts”. Measurement, 50, 19-28, 2014.
15. Mandal N, Doloi B, Mondal B, Das R. “Optimization of flank wear using zirconia toughened alumina (ZTA) cutting tool: taguchi method and regression analysis”. Measurement, 44, 2149-2155, 2011.
16. Chen J, Zhen L, Yang S, Shao W, Dai S. “Investigation of precipitation behavior and related hardening in AA 7055 aluminum alloy”. Materials Science and Engineering: A, 500(1-2), 34-42, 2009.
17. Akgün M, Demir H, Çiftçi İ. “Mg2Si partikül takviyeli magnezyum alaşımlarının tornalanmasında yüzey pürüzlülüğünün optimizasyonu”. Politeknik Dergisi, 21(3), 645-650, 2018.
18. Kopac J, Bahor M. “Interaction of the technological history of a workpiece material and the machining parameters on the desired quality of the surface roughness of a product”. Journal of Materials Processing Technology, 92-93, 381-387, 1999.