Ti-6Al-4V Alaşımının Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Kesme Kuvvetlerine ve Delik Kalitesine Etkisinin İncelenmesi

Yıl 2017, Cilt: 7 Sayı: 2, 469 - 475, 01.06.2017

Gültekin Uzun Saltuk Alper Yaşar İhsan Korkut

Öz

Titanyum alaşımları sanayide ve medikal sektöründe pek çok üründe tercih edilen malzemedir. Özellikle savunma ve uzay sanayi gibi hassas alanlarda kullanılan Titanyum alaşımları için deliklerdeki ölçü hassasiyeti çok önemlidir. Bu çalışmada, çeşitli sanayilerde sıklıkla tercih edilen ve işlenmesi zor malzemeler sınıfında olan Ti-6Al-4V malzemesinin delinebilirliği incelenmiştir. Deneyler sonucunda kesme parametrelerinin itme kuvveti, kesme torku, takım aşınması ve delik kalitesi üzerine etkileri ile incelenmiştir. Deneyler sırasında 140° uç açısına sahip, 6.8 mm çapında karbür matkap kullanılmıştır. Deney parametresi olarak ıslak şartlarda, üç farklı kesme hızı 38, 41.8 ve 45.6 m/dk ve sabit ilerleme miktarı 0.1 mm/dev belirlenmiştir. Sonuç olarak kesme hızı ve kesme uzunluğu değiştikçe kesme kuvvetlerinin ve delik kalitesinin de değiştiği görülmüştür. Bu değişimlerin başlıca sebebi takım aşınması ile takım geometrisinin değişimi olarak ön görülmüştür

Anahtar Kelimeler

Delinebilirlik, Delik kalitesi, İşlenebilirlik, Kesme hızı, Kesme kuvveti, Kesme mesafesi, Ti-6Al-4V

Investigation of the Effect of Cutting Parameters on Cutting Force and Hole Quality of Ti-6Al-4V Alloy in Drilling

Öz

Titanyum alaşımları sanayide ve medikal sektöründe pek çok üründe tercih edilen malzemedir. Özellikle savunma ve uzay sanayi gibi hassas alanlarda kullanılan Titanyum alaşımları için deliklerdeki ölçü hassasiyeti çok önemlidir. Bu çalışmada, çeşitli sanayilerde sıklıkla tercih edilen ve işlenmesi zor malzemeler sınıfında olan Ti-6Al-4V malzemesinin delinebilirliği incelenmiştir. Deneyler sonucunda kesme parametrelerinin itme kuvveti, kesme torku, takım aşınması ve delik kalitesi üzerine etkileri ile incelenmiştir. Deneyler sırasında 140° uç açısına sahip, 6.8 mm çapında karbür matkap kullanılmıştır. Deney parametresi olarak ıslak şartlarda, üç farklı kesme hızı 38, 41.8 ve 45.6 m/dk ve sabit ilerleme miktarı 0.1 mm/dev belirlenmiştir. Sonuç olarak kesme hızı ve kesme uzunluğu değiştikçe kesme kuvvetlerinin ve delik kalitesinin de değiştiği görülmüştür. Bu değişimlerin başlıca sebebi takım aşınması ile takım geometrisinin değişimi olarak ön görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Ti-6Al-4V, İşlenebilirlik, Delinebilirlik, Delik Kalitesi, Kesme Kuvveti, Kesme Hızı, Kesme Mesafesi

Kaynakça

• Abdelhafeez, A. M., Soo, S. L., Aspinwall, D. K., Dowson, A., Arnold, D. 2015. Burr formation and hole quality when drilling titanium and aluminium alloys. Procedia CIRP, 37: 230-235.
• Armendia, M., Garay, A., Iriarte, L. M., Arrazola, P. J. 2010. Comparison of the machinabilities of Ti6Al4V and TIMETAL® 54M using uncoated WC–Co tools. J. Mater. Process. Tech., 210(2): 197-203.
• Bruschi, S., Bertolini, R., Bordin, A., Medea, F., Ghiotti, A. 2016. Influence of the machining parameters and cooling strategies on the wear behavior of wrought and additive manufactured Ti6Al4V for biomedical applications. Tribol. Int., 102: 133-142.
• Cantero, J. L., Tardio, M. M., Canteli, J. A., Marcos, M., Miguelez, M. H. 2005. Dry drilling of alloy Ti–6Al–4V. Int. J. of Mach. Tool. Manu., 45(11): 1246-1255.
• Çakır, MC. 2000. Modern Talaşlı İmalat Yöntemleri, Vipaş A.Ş, Bursa, 390 s.
• Çiçek A., Kıvak T., Uygur I., Ekici E., Turgut, Y. 2012. Performance of cryogenically treated M35 HSS drills in drilling of austenitic stainless steels. Int. J. Adv. Manu. Tech., 60: 65-73.
• Çiçek, A., Kıvak, T., Turgut, Y., Uygur, İ., Ekici, E. 2011. Derin kriyojenik işlemin kesme kuvvetleri, delik çapları ve takım ömrü üzerine etkileri. 6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey.
• Ensarioğlu, C., Çakır, MC. 2005. Titanyum ve alaşımlarının işlenebilirlik etüdü 2. Bölüm, Mühendis ve Makine, Cilt: 46 Sayı: 547.
• Garbiec, D., Siwak, P., Mróz, A. 2016. Effect of compaction pressure and heating rate on microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered Ti6Al4V alloy. ACME, 16(4): 702-707.
• Heinemann, R., Hinduja, S., Barrow, G., Petuelli, G. 2006. Effect of MQL on the tool life of small twist drills in deephole drilling, Int. J. Mach. Tool. Manu., 46(1): 1-6.
• Kıvak, T., Habalı, K., Şeker, U. 2012. The effect of cutting paramaters on the hole quality and tool wear during the drilling of Inconel 718, GUJS, 25(2): 533-540.
• Mavi, A., Korkut, İ. 2014. The machinability of Ti-6Al-4V alloy with cryogenically treated cemented carbide tools, Mater. Tech., 48:4(577-580).
• Meral, G., Sarıkaya, M., Dilipak, H., Şeker, U. 2015. MultiResponse optimization of cutting parameters for hole quality in drilling of AISI 1050 steel, Arab. J. Sci. Eng., 40(12): 3702- 3722.
• Perçin, M., Aslantaş, K., Ucun, İ., Kaynak, Y., Çiçek, A. 2016. Micro-drilling of Ti–6Al–4V alloy: The effects of cooling/ lubricating. Precision Eng., 45: 450-462.
• Qin, Y., Xiong, D., Li, J., Jin, Q., He, Y., Zhang, R., Zou, Y. 2016. Adaptive-lubricating PEO/Ag/MoS 2 multilayered coatings for Ti6Al4V alloy at elevated temperature. Mater. Design, 107: 311-321.
• Sharif, S., Rahim, EA. 2007. Performance of coated-and uncoated-carbide tools when drilling titanium alloy—Ti– 6Al4V. J. Mater. Process. Tech., 185(1): 72-76.
• Shetty, PK., Shetty, R., Shetty, D., Rehaman, NF., Jose, TK. 2014. Machinability study on dry drilling of titanium alloy Ti-6Al-4V using L9 orthogonal array. Procedia Mater. Sci., 5: 2605-2614.
• Shokrani, A., Dhokia, V., Newman, ST. 2016. Investigation of the effects of cryogenic machining on surface integrity in CNC end milling of Ti–6Al–4V titanium alloy. J. Manuf. Process., 21: 172-179.
• Siyambaş, Y., Turgut, Y. 2015. HSLA DIN EN 10149 çeliğin delinmesinde kesme parametrelerinin eksenel kuvvet ve momente etkilerinin deneysel araştırılması, Mak. Teknol. Elektron. Derg., 12(2): 41-49.
• Sultan, A., Z., Sharif, S., Kurniawan, D. 2015. Effect of machining parameters on tool wear and hole quality of AISI 316L stainless steel in conventional drilling. 2nd International Materials, Industrial and Manufacturing Engineering Conference (MIMEC 2015), 4-6 February 2015, Bali, Indonesia.
• Tekaüt, İ., Günay, M., Seker, U. 2009. Tornalama işlemlerinde kesici takım titreşiminin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisinin araştırılması. 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye.
• Uzun, G., Korkut, İ. 2013. The effect of cryogenic treatment on tapping. Int. J. Adv. Manu. Tech., 67: 857-864.
• Yağmur, S., Acır, A., Şeker, U. 2013. AISI 1050 çeliğinin delinmesinde kesme parametrelerinin ve kaplama uygulamasının dairesellikten sapma (ovalite) üzerindeki etkilerinin araştırılması. J. Polytechnic, 16 (3): 105-109.
• Yağmur, S., Acır, A., Günay, M., Şeker, U. 2011. Delik delme işlemlerinde kesme parametrelerine bağlı olarak değişen sıcaklığın incelenmesi. VI. Makina Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi, Konya, Türkiye.