Mg2Si partikül takviyeli magnezyum alaşımlarının tornalanmasında yüzey pürüzlülüğünün optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, Mg2Si takviyeli Mg alaşımı malzeme, geleneksel döküm yöntemiyle ergiyik halde Mg matrise %10 oranında ilave edilen Al-12Si ana alaşımı içindeki Si ile Mg reaksiyona girerek Mg2Si takviyesini oluşturarak metal kalıba dökülerek üretilmiştir. Silindirik şekilde üretilen malzemeler üzerinde tornalama yöntemiyle işleme deneyleri yapılmıştır. Kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri araştırılarak optimum işleme şartlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla dört farklı kesme hızı (250, 350, 450 ve 550 m/dak), iki farklı ilerleme değeri (0,1 ve 0,2 mm/dev) ve iki farklı kesici takım uç yarıçapı (0,4 mm ve 0,8 mm) kullanılarak Taguchi’nin L8 dikey dizini ile deney tasarımı yapılmıştır. İşleme deneyleri kuru kesme şartlarında CNC torna tezgâhında gerçekleştirilmiştir. Kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisini belirlemek amacıyla varyans analizi (ANOVA) yapılmıştır. Elde edilen analiz sonuçlarına göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde % 57,6 katkı oranı ile en etkin parametrenin ilerleme hızı olduğu tespit edilmiştir.   

Keywords

• Mg alaşımı,yüzey pürüzlülüğü,Taguchi metodu,Anova

Optimization of Surface Roughness in Turning Mg2Si Particle Reinforced Magnesium

Abstract

In this study, Mg2Si reinforced Mg alloy material was produced by adding 10 % Al12Si alloy ingot to Mg matrix by conventional casting method and then the melt was poured into a metal mould in cylindrical form. Machining tests were carried out on these cast alloys through single point turning method. Optimum machining conditions was aimed to be determined by investigating the effects of cutting parameters on surface roughness. For this purpose, the machining tests were performed without coolant on a CNC turning centre at four different cutting speeds (250, 350, 450 and 550 m/min), two different feed rates (0.1 and 0.2 mm/rev) and two different tool tip radii (0.4 mm ve 0.8 mm). The experimental design was conducted according to Taguchi’s L8 orthogonal array. Machining experiments were carried out on CNC lathe under dry cutting conditions. ANOVA was used to determine the effect of cutting parameters on the surface roughness. According to the obtained analysis results, it was seen that the most influential parameters on surface roughness was feed rate by 57.6 %.

Keywords

• Mg alloy,surface roughness,Taguchi method,Anova

References

1. [1] Zeytin, K.H., “Magnezyum Alaşımları: Otomotiv Endüstrisinde Uygulaması ve Geleceği”, TÜBİTAK-Marmara Araştırma Merkezi, Kocaeli, (1999).
2. [2] Guangyin, Y., Manping, L., Wenjiang, D., Inoue, A., “Microstructure and Mechanical Properties of Mg-Zn-Si Based Alloys”, Materials Science and Engineering A, 357: 314-320, (2003).
3. [3] Demir, A., “Metaller Arası Bileşik Mg2Si Takviyeli AZ91/Mg2Si Kompozit Malzemenin Geliştirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2006).
4. [4] Singh Raman., R.K., “The Role of Microstructure in Localized Corrosion of Magnesium Alloys”, Metallurgical and Materials and Transactions A, 35A: 2525-2527, (2004).
5. [5] Polmear, I.J., “Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals”, Metallurgy and Materials Science, Wiley 3rd Edition, (1995).
6. [6] İrizalp, S., Aksoy, U., Ersenbil, E., Saklakoğlu, N., “A360 Alüminyum Alaşımına Mg İlavesinin Malzeme Yapısındaki Sertlik Dağılımına Etkisinin İncelenmesi”, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 2: 87-93, (2011).
7. [7] Akyüz, B., “Influence of Al Content on Machinability of AZ Series Mg Alloys”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 23: 2243-2249, (2013).
8. [8] Kim, J., Lee, K., “Surface Roughness Evaluation in Dry-Cutting of Magnesium Alloy by Air Pressure Coolant”, Engineering, 2: 788-792, (2010).

9. [9] Çiftçi, İ., “Alüminyum Esaslı Kompozitlerde Takviye Oranı ve Boyutunun Mekanik Özellikler ve İşlenebilirlik Üzerine Etkisinin Araştırılması”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2003).
10. [10] http://www.magnesiumsquare.com/images/stories/ Machining Magnesium.pdf
11. [11] ISO 3685, “Tool-Life Testing With Single-Point Turning Tools”, (1993).
12. [12] Tamas, S. “Cutting Force Modeling Using Artificial Neural Networks”, Journal of Materials Processing Technology, 92-93: 344-349, (1999).
13. [13] Singh, P.D., Rao, V., “A Surface Roughness Prediction Model for Hard Turning Process” International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 32: 1115–1124, (2007).
14. [14] Kıvak, T., “Optimization Of Surface Roughness and Flank Wear using the Taguchi Method in Milling of Hadfield Steel with PVD and CVD Coated Inserts”, Measurement, 50: 19-28, (2014).
15. [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)