MANYETİK AŞINDIRICI TOZLAR YARDIMIYLA METAL YÜZEYLERİN PARLAKLIĞINI OPTİMİZE ETMEDE İŞLEM PARAMETRELERİN ETKİSİ

Year 2023, , 95 - 126, 31.12.2023

Tuba Demirel

https://doi.org/10.55440/umufed.1312041

Abstract

Metal yüzeylerine yapılan işlemler sonucunda iş parça yüzeylerinde izler veya renklerinde değişmeler oluşmaktadır. Günümüzün en önemli sorunlarından birisi metal yüzeylerinin pürüzlülüklerinin giderilmesidir. Bir mekanizmada pürüzlü yüzey kullanılırsa orada sürtünmeden dolayı aşınmalar oluşarak parçanın daha fazla hasar almasına neden olacaktır. Bu gibi durumların önüne geçebilmek için imalatçı sektörü çeşitli yöntemlerde metal yüzeyinin parlatılmasını yapmaktadır. Metal yüzeylerde düzgün ve pürüzsüz bir görünüm elde ederek kendi renklerini tekrar açığa çıkarmak için yapılan işleme de parlatma denilmektedir. Parlatmanın istenilen kalitede olması için aşındırma ve parlatmayı yapan aşındırıcı toz malzemelerin, pastaların ve işlem yöntemlerin, işlem parametrelerinin uygun seçilmesi gerekmektedir. Bu derleme makalesinde, metal yüzeylerin pürüzlülüğünün en aza indirgemede, aşındırıcı tozlar ile kullanılan işlem parametrelerinin yüzeyde daha az deforme yapması için gerekli koşullar ve aşındırıcı toz ile yüzey aşındırma teknikleri incelenmiştir. Literatürdeki yüzey işlem uygulamaları da incelenerek, aşındırıcı tozlar işe yüzey işleme konusunda çeşitli öneriler getirilmiştir.

Keywords

Yüzey pürüzlülüğü, İşlem koşulları, Aşındırma yöntemi, Yüzey parlaklığı, Aşındırıcı toz çeşitleri

THE EFFECT OF PROCESS PARAMETERS ON THE OPTIMIZATION OF THE BRIGHTNESS OF METAL SURFACES WITH MAGNETIC ABRASIVE POWDERS

Abstract

As a result of the operations on metal surfaces, traces or changes in color occur on the workpiece surfaces. One of the most important problems of today is removing the roughness of metal surfaces. If a rough surface is used in a mechanism, abrasions will occur there due to friction, causing more damage to the part. In order to prevent such situations, the manufacturing sector polishes the metal surface in various methods. Polishing is the process performed to reveal its own colors by obtaining a smooth and smooth appearance on metal surfaces. In order for the polishing to be of the desired quality, the abrasive powder materials, pastes, process methods and process parameters that make the abrasive and polishing should be selected appropriately. In this review article, the conditions required to minimize the roughness of metal surfaces, the process parameters used with abrasive powders to deform the surface less, and the surface etching techniques with abrasive powder were examined. By examining the surface treatment applications in the literature, various suggestions have been made for surface treatment of abrasive powders.

Keywords

Surface roughness, Process conditions, Abrasive method, Surface polishing, Types of abrasive dust

References

• [1] Talaşlı İmalat, https://docplayer.biz.tr/4688114-Talasli-imalat-talas-kaldirma-yontemlerinin-siniflandirilmasi-1-geleneksek-talasli-imalat-1a-tornalama-ve-iliskili-operasyonlar.html Erişim Tarihi: 11.04.2023
• [2] Talaşlı İmalat, http://web.hitit.edu.tr/dosyalar/materyaller/eminerdin@ hititedutr110520185B2N4W5Y.pdf Erişim Tarihi: 11.04.2023
• [3] Jain, V.K., Sidpara, V., Sankar, M.R., Das, M., (2011). Nano-Finishing Techniques: A Review. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 226(1), 327-346.
• [4] Groover, M.P., 21. Chapter; (2020). Theory of Metal Machining, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, 7th ed., New Jersey, USA: John Wiley & Sons, pp. 816.
• [5] Tonshoff, H.K., Karpuschewski, B., Mandrysch, T., (1998). Grinding Process Achievements and Their Consequences on Machine Tools Chalenges and Opportunities. Annals of CIRP, 47(2), 651-668.
• [6] Jha, S., Jain, V.K., (2006). 8. Chapter; Nano-Finishing Techniques, Micro-manufacturing and Nanotechnology, Springer Publishing, Berlin, Heidelberg, 171-195.
• [7] Malkin, S., Gao, C., (2008). Grinding Technology-Theory and Applications of Machining with abrasives, Industrial Press – 1th ed., USA, South Norwalk, pp. 250-275.
• [8] Gopan, V., Wins, K.L.D., Surendran, A., (2018). Integrated ANN-GA Approach for Predictive Modeling and Optimization of Grinding Parameters with Surface Roughness as the Response. Materials Today: Proceedings, 5(5), 12133-12141.
• [9] Adıyaman, O., Sönmez, F., (2020). Yeni Tip Taşlama Yönteminde Taşlama Parametrelerinin Deneysel Tasarım Yöntemi ile Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin İncelenmesi. BEÜ Fen Bilimleri Dergisi, 9(1), 215-225.
• [10] Salman Ö., (2014). Magnetic Abrasives Assisted Finishing. Electronic Journal of Machine Technologies, 11(1), 1-10.
• [11] Hashimoto, F., Yamaguchi, H., Krajnik, P., Wegener, K., Chaudhari, R., Hoffmeister, H.W., Kuster, F., (2016). Abrasive Fine-Finishing Technology. CIRP Ann.-Manufacturing Technology, 65(2), 597-620. David Schrank, Bill Eisele, Tim Lomax, “Urban Mobility Report”, The Texas A&M Transportation Institute, Texas Department of Transportation, 2019.
• [12] Askeland, D.R, Çeviri: Erdoğan M., (2002). Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri - Cilt 2, Nobel Yayın Dağıtım, Ankara, ISBN 975-591-106-5.
• [13] Yılmaz, S.S., Ünlü, B.S., Varol, R., (2008). Borlama ve Bilyalı Dövmenin Demir Esaslı T/M Malzemelerde Aşınma ve Mikro Yapı Özelliklerine Etkisi, C.B.Ü. Fen Bilimleri Dergisi, 4(1), 1 – 8.
• [14] Akkurt, M., (2012). Makina Elemanları-Cilt 3, Birsen Yayınevi, Ankara, ISBN975-511-179-4.
• [15] Çelik, M., (2017). Manyetik Aşındırıcılarla İşleme Yönteminde İç Yüzeylerin İşlenebilirliğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
• [16] Yamamoto, A., Matsumori, N., (1977). Critical Stone Pressure as a Characteristics Concerned with Finishing Ability in Superfinishing and Its Utilization. Bulletin of the Japan Society of Precision Engineering, 11(3), 115–120.
• [17] Evans, C.J., Parks, R.E., Roderick, D.J., McGlauflin, M.L., (1998). Rapidly Renewable Lap: Theory and Practice, Annals of the CIRP, 47(1), 239–244.
• [18] Yaman, K., Başaltın, M., (June 21-23, 2019). Tornalama Operasyonunda Takım Ucu Yığıntı Kenar Oluşumunun Deneysel Olarak İncelenmesi ve Yığıntı Kenarın Talaş Şekline Etkisi, Presented at the The International Conference on Materials Science, Mechanical and Automation Engineerings and Technology (IMSMATEC), Cappadocia, 147-153, Nevşehir-Turkey.
• [19] Gondi, P., Mattogno, G., Sili, A., Foderaro, G., (1993). Structural Characteristics at Surface and Barkhausen Noise in AISI 4340 Steel After Grinding. Nondestructive Testing and Evaluation, 10(1), 255-267.
• [20] Zhong, Z.W., Venkatesh, V.C., (2009). Recent Developments in Grinding of Advanced Materials, Int J Adv Manuf Technol, 41(1), 468–480.
• [21] Adıyaman, O., (2015). Geliştirilen İkincil Dönel Eksenli Taşlama Mekanizması ile Düzlem Yüzey Taşlama İşleminde Kesme Parametrelerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Makine Eğitimi Bölümü, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye.
• [22] Adıyaman, O., Savaş, V., (2014). İkincil Dönel Eksenli ile Klasik Düzlem Yüzey Taşlama Mekanizmalarının Deneysel Araştırılması, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 11(4), 21-36.
• [23] Hamamcı, M., Topal, E.S., (November 2021). Yüksek Hızlı Talaşlı İşlemede Yüzey Kalitesinin İyileştirilmesi, 1st Internatıonal Symposium on Innovative Technologies In Engineering and Science, Sakarya – Turkey.
• [24] Wang, Y., Chen, X., Gindy, N., (2007). Surface Error Decomposition for Fixture Development, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 31(9), 948–956.
• [25] Anderson, D., (2006). Thermal Modeling and Temperature Measurement of Dry Grinding, MSC Thesis, Dalhousie University, Canada.
• [26] Köklü, U., (2009). Değişik Şekillerde Aralıklı (Kesikli) Yüzeylerin Taşlanmasında Oluşan Şekil Hatalarının Deneysel İncelenmesi, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi Makine Eğitimi Bölümü, İstanbul.
• [27] Salmon, S.C., (1992). Modern Grinding Process Technology, McGraw-Hill, New York, 103-109.
• [28] Demir, H., Güllü, A., Şeker, U., (2006). Düzlem Taşlama İşleminde Taşlama Kuvvetlerinin Ölçülmesi İçin Bir Dinamometre Tasarımı ve İmalatı. Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Karabük Teknik Eğitim Fakültesi, Teknoloji Dergisi, 9(2), 111-118.
• [29] Akkurt, M., (1996). Talaş Kaldırma Yöntemleri ve Takım Tezgahları, İstanbul, Türkiye: Birsen Yayıncılık, ss. 23-90.
• [30] Dilipak, H., Gülesin, M, (1997). Torna Operasyonları için Uzman Sistem Tekniklerine Dayalı Kesici Seçimi, Mamkon'97, İ.T.Ü. Makine Fakültesi 1. Makina Mühendisliği Kongresi, 349-357, İstanbul - Türkiye.
• [31] Demir, H., (1998). Alüminyum Oksit Zımpara Taşlarıyla Silindirik Taşlamada Çeşitli Çelikler için Taşlama Oranlarının Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Makine Eğitimi Bölümü, Gazi Üniversitesi, Ankara.
• [32] Heo, J.S., Koo, Y., Choi, S.S., (2004). Grinding Characteristics of Conventional and ELID Methods in Difficult-to-Cut and Hardened Brittle Materials. Journal of Materials Processing Technology, 155–156(1), 1196–1200.
• [33] Dressing with PCD, https://www.ctemag.com/news/articles/dressing-pcd Erişim Tarihi: 26.02.2023
• [34] Adıyaman, O, Sönmez, F., Savaş, V., 2023. Geliştirilen İkincil Dönel Eksenli Taşlama Yönteminde Taşlama Parametrelerinin Yüzey Yanıt Yöntemi İle Analizi, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 11 (1), 21-40.
• [35] Demirel, T., (2017). Manyetik Aşındırıcılarla Düzlem Yüzeylerin İşlenebilirliğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ.
• [36] Çelik, M., (2021). Elektro-Erozyon Yöntemiyle İşlenmiş Ti6Al4V Alaşımının Yüzey Kalitesinin Manyetik Aşındırıcılarla İşleme Yöntemiyle İyileştirilmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• [37] Singh, P., Samra, P.S., Singh, L., (2011). Internal Finishing of Cylindrical Pipes Using Sintered Magnetic Abrasives. International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), 3(7), 5747-5753.
• [38] Singh, B., Kalra Singh, C., (2015). Optimization of Magnetic Abrasive Finishing Parameters During Finishing of Brass Tube. International Research Journal of Enginerring and Technology (IRJET), 2(4), 1810-1817.
• [39] Kang, J., (2012), Development of High-Speed Internal Finishing and Cleaning of Flexible Capillary Tubes by Magnetic Abrasive Finishing, PhD Thesis, University of Florida, Florida.
• [40] Çaydaş, U., Çelik, M., Köklü, U., (2019). Manyetik Aşındırıcılarla AISI 304L Östenitik Paslanmaz Çelik Boruların İç Yüzeylerinin Bitirme İşleminde Talaş Kaldırma Oranı ve Yüzey Pürüzlülüğünün Araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Dergisi, 34 (3), 1214-1225.
• [41] Girma, B., Joshi, S., Raghuram, M.V.G.S., (2006). An Experimental Analysis of Magnetic Abrasives Finishing of Plane Surfaces. Machining Science and Technology, 10(3), 323–340.
• [42] Singh, D.K., Jain, V.K., Raghurum, V., (2004). Parametric Study of Magnetic Abrasive Finishing Process, Journal of Meterials Processing Tecnology, 149 (1), 22-29.
• [43] Sampling Accessories for Reflection, https://oceanoptics.com/sampling-accessories-for-reflection Erişim Tarihi: 11.04.2023
• [44] Yang, Y., Xue, Y., Li, B., (2022). A Magnetic Abrasive Finishing Process with an Auxiliary Magnetic Machining Tool for the Internal Surface Finishing of a Thick-Walled Tube. Machines, 10 (7), 529-549.
• [45] Alkarkhi, N. K., Naif, M., (2012), Study on The Parameter Optimization in Magnetic Abrasive Polishing for Brass CUZN33 Plate Using Taguchi Method, The Iraqi Journal for Mechanical and Materials Engineering, 12 (3), 596-615.
• [46] Mori, T., Hikota, K., Kawashima, Y., (2003). Clarification of Magnetic Abrasive Finishing Mechanism. Journal of Material Processing Technology, 143-144 (20), 682-686.
• [47] Yamaguchi, H., Shinmura, T., Takenaga, M., (2003). Development of a New Precision Internal Machining Process Using an Alternating Magnetic Field. Precision Engineering, 27(1), 51-58.
• [48] Sun, X., Zou, Y., (2017). Development of Magnetic Abrasive Finishing Combined with Electrolytic Process for Finishing SUS304 Stainless Steel Plane. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 92(1), 3373–3384.
• [49] Demirel, T., Çaydaş, U., (19-22 October 2017). Investigation of Flat Surfaces with Magnetic Abrasive Assisted Finishing Process, 8th International Advanced Technologies Symposium (IATS), 3899-3909, Elazig Turkey.
• [50] Anonim, (1977). TS 291. Taşlama Taşları, Türk Standartları, Ankara.
• [51] Shaw, M.C., (1994). A Production Engineering Approach to Grinding Temperatures, Journal of Materials Processing Technology, Elsevier, 44(3-4), 59-169.
• [52] Demir, H., Güllü, A., (2001). Taşlamada Parametrelerin Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(2), 189-198.
• [53] Demir, H., Güllü, A. (2008). Taş Dokusunun Yüzey Pürüzlülüğü ve Taşlama Kuvvetlerine Etkilerinin İncelenmesi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 23(1), 77-83.
• [54] Mulik, S.R., Pandey, P. M., (2011). Ultrasonic Assisted Magnetic Abrasive Finishing of Hardened AISI 52100 Steel Using Unbonded SiC Abrasives, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 29(1), 68-77.
• [55] Chang, G.W., Yan, B.H., Hsu, R.T., (2002). Study on Cylindirical Magnetic Abrasive Finishing Using Unbonded Magnetic Abrasives, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 42(5), 575-583.
• [56] Singh, D.K., Jain, V.K., Raghurum, V., (2004). Parametric Study of Magnetic Abrasive Finishing Process, Journal of Meterials Processing Tecnology, 149 (1), 22-29.
• [57] Yamaguchi, H., Shinmura, T., Ikeda, R., (2007). Study of Internal Finishing of Austenitic Stainless Steel Capillary Tubes by Magnetic Abrasive Finishing. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 129 (5), 885-892.
• [58] Baron, Yu M., Park, J.L., (2007). Micro Deburring for Precision Parts Using Magnetic Abrasive Finishing Method. Journal of Meterials Processing Tecnology, 187-188 (1), 19-25.
• [59] Lin, C.T., Yang, L.D., Chow, H.M., (2007). Study of Magnetic Abrasive Finishing in Free-form Surface Operations Using the Taguchi Method, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 34(1–2), 122–130.
• [60] Kang, J., George, A., Yamaguchi, H., (2012). High-Speed Internal Finishing of Capillary Tubes by Magnetic Abrasive Finishing. Procedia CIRP, 1(1), 414-418.
• [61] Wu J., Zou Y., Sugiyama H., (2013). Study on An Ultra-Precision Plane Magnetic Abrasive Finishing Process by Use of Alternating Magnetic Field, Applied Mechanics and Materials 395–396, 985–989.
• [62] Liu, Z.Q., Chen, Y., Li, Y.J., Zhang, X., (2013). Comprehensive Performance Evaluation of The Magnetic Abrasive Particles. Int J Adv Manuf Technol., 68(1-4), 631–640.
• [63] Li, W., Li, X., Yang, S., Li, W. (2018). A Newly Developed Media for Magnetic Abrasive Finishing Process: Material Removal Behavior and Finishing Performance, Journal of Materials Processing Technology, 260(1), 20–29.
• [64] Kanish, T.C., Narayanan, S., Kuppan, P., Denis Ashok, S., (2018). Investigations on Wear Behavior of Magnetic Field Assisted Abrasive Finished SS316L Material. Materials Today: Proceedings, 5(5), 12734–12743.
• [65] Kajal, S., Jain, V.K., Ramkumar, J., Nagdeve, L., (2019). Experimental and Theoretical Investigations Into Internal Magnetic Abrasive Finishing of A Revolver Barrel. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 100 (5–8), 1105–1122.
• [66] Çelik, M., Gürün, H., Çaydaş, U., (2021). Tel Erezyon Yöntemiyle İşlenmiş Ti6Al4V Alaşımının Yüzey Kalitesinin Manyetik Aşındırıcılarla İşleme Yöntemiyle İyileştirilmesi, Fırat Üniversitesi Müh. Bil. Dergisi, 33(1), 347-357.
• [67] Çaydaş, U., Çelik, M., (16 - 18 Kasım 2017). Manyetik Aşındırıcılarla İşleme Yöntemi, International Advanced Researches Engineering Congress, Osmaniye, Türkiye, 214-219.
• [68] Minimum Yüzey Pürüzsüzlük Değeri, http://www.yamato.com.tr/minimum-yuzey-puruzluluk-degeri Erişim Tarihi: 26.02.2023.
• [69] Kheelan, B.P., Patel, K.M., (2014). Magnetic Abrasive Finishing of AISI52100. International Journal of Trend in Research and Development, 1(1), 1-8.
• [70] Aşındırıcı Performans ve Kalite Hususları, http://stmcoatech.com/asindirici-secimi-performans-ve-kalite-hususlari Erişim Tarihi: 26.02.2023.
• [71] Sharma, M., Pal Singh, D., (2013). To Study the Effect of Various Parameters on Magnetic Abrasive Finishing. International Journal of Research in Mechanical Engineering & Technology, 3(2), 213-215.
• [72] Yamaguchi, H., Shinmura, T., (1999). Study of The Surface Modification Resulting from an Internal Magnetic Abrasive Finishing Process. Wear, 225–229(1), 246–255.
• [73] Akkuş, H., (2010). Tornalama İşlemlerinde Yüzey Pürüzlülüğünün İstatistiksel ve Yapay Zeka Yöntemleriyle Tahmin Edilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya.
• [74] Özcan, A.E., (2019). Minimum Miktarda Yağlama Sistemine Katılan Aşındırıcı Toz Miktarının Kesme İşlemine Etkilerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, İstanbul.
• [75] Rim Jang, S., Suh, W., Heng, L., (2023). Nanoscale Polishing Technique of Biomedical Grade NiTi Wire by Advanced MAF Process: Relationship between Surface Roughness and Bacterial Adhesion, Journal of Functional Biomaterials, 14(4), 2-18.