AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Frezelenmesi Üzerine Bir Derleme

Yıl 2020, Cilt: 1 Sayı: 2, 14 - 24, 26.08.2020

Şenol Şirin , Emine Şirin

Öz

Takım çelikleri, kullanım alanları bakımından diğer çelik gruplarına göre endüstriyel uygulamalarda daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Takım çelikleri farklı sıcaklıklar altında şekillendirme ve işleme uygulamalarında aşınmaya karşı dayanacak şekilde geliştirilmişlerdir. Soğuk iş takım çeliği grubunda yer alan AISI D2 içeriğinde karbon elementinin az olması nedeniyle işlenebilirliği ve şekillendirilebilirliği daha kolay olarak bilinmektedir. Kolay işlenebilirliği, yüksek çatlama direnci, yüksek tokluk ve sertleşebilme özellikleri sayesinde AISI D2 imalat endüstrisinde daha çok tercih edilmektedir. Diğer yandan, AISI D2 çeliğine krom veya krom-karbür ilave edildiğinde malzemenin sertliği artmakla beraber mekanik özellikleri de iyileşmektedir. Bu bağlamda, bu çeliklerin işlenmesinde optimum işleme parametrelerinin kullanılması istenilen yüzey bütünlüğü ve ölçü tamlığının elde edilmesini kolaylaştırmakla birlikte sürdürülebilir işlemeye katkı sağlamaktadır. AISI D2 soğuk iş takım çeliği, plastik enjeksiyon kalıpları, kesme ve delme takımları, derin çekme ve ekstrüzyon takımları, ölçme takımları, soğuk çekme makaraları, makas bıçakları, ağaç bıçakları, kesme bıçakları, diş tarakları, çapak alma kalıpları gibi kırılmaya maruz kalan makine ekipmanlarının imalatında yaygın olarak kullanılır. Bu çalışmada, yüksek mekanik özelliklerine rağmen iyi işlenebilirlik sergileyen AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin frezelenmesi üzerine yapılan çalışmalar derlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

AISI D2, Frezeleme, Soğuk iş takım çelikleri

Kaynakça

• 1. T.V. Pirtovšek, G. Kugler, M. Terčelj, The behaviour of the carbides of ledeburitic AISI D2 tool steel during multiple hot deformation cycles, Materials characterization, 83: 97-108, 2013.
• 2. M. Tisza, Z. Lukács, G. Gál, Integrated process simulation and die-design in sheet metal forming, International Journal of Material Forming, 1(1): 185-188, 2008.
• 3. M.D. Conci, A.C. Bozzi, A.R. Franco Jr, Effect of plasma nitriding potential on tribological behaviour of AISI D2 cold-worked tool steel, Wear, 317(1-2): 188-193, 2014.
• 4. C.K.N. Oliveira, L.C. Casteletti, A.L. Neto, G.E. Totten, S.C. Heck, Production and characterization of boride layers on AISI D2 tool steel, Vacuum, 84(6): 792-796, 2010.
• 5. E. Şirin, AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin frezede işlenebilirliğinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2010.
• 6. K.T. Cho, K. Song, S.H. Oh, Y.K. Lee, W.B. Lee, Enhanced surface hardening of AISI D2 steel by atomic attrition during ion nitriding, Surface and Coatings Technology, 251: 115-121, 2014.
• 7. P. Hein, J. Wilsius, Status and innovation trends in hot stamping of USIBOR 1500 P, Steel Research International, 79(2): 85–91, 2008.
• 8. Ç.V. Yıldırım, Waspaloy süper alaşımının farklı soğutma teknikleri kullanarak frezeleme yöntemi ile işlenebilirliğinin incelenmesi, Doktora Tezi, Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce, Türkiye, 2017.
• 9. M.P. Groover, Principles of Modern Manufacturing, 4th ed. John Wiley & Sons, Inc., 2010.
• 10. E. Şirin, Y. Turgut, İ. Korkut, Ş. Şirin, Frezelemede farklı sertlikteki AISI d2 soğuk iş takım çeliğinin taguchi metoduyla yüzey pürüzlülüğünün optimizasyonu, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3, 132-144, 2015.
• 11. P. Koshy, R.C. Dewes, D.K. Aspinwall, High speed end milling of hardened AISI D2 tool steel (∼ 58 HRC), Journal of Materials Processing Technology, 127(2): 266-273, 2002.
• 12. Y.G. Jeong, M.C. Kang, J.S. Kim, K.H. Kim, W.G. Kim, I.D. Park, Y.H. Jun, Mechanical behavior and cutting performance of nano-multi-layer TixAl1− xN coated tools for high-speed machining of AISI D2 die steel, Current Applied Physics, 9(3): 272-275, 2009.
• 13. B. Bakir, M. Kurt, G. Basmaci, O. Gi̇ri̇t, Frezelemede kesici takım çapı, ağız sayısı ve talaş açısının yüzey pürüzlülüğü ve kesici takım sehimlerine etkileri, 3. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir-Türkiye, 138, 2012.
• 14. F. Saba, S. Raygan, H. Abdizadeh, A. Dolatmoradi, Preparing TiC coating on AISI D2 steel using mechanical milling technique, Powder technology, 246: 229-234, 2013.
• 15. E. Şirin, Y. Turgut, İ. Korkut, Farklı sertlikteki AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin frezeleme işleminde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasına etkisi, Politeknik Dergisi, 15(1): 9-14, 2012.
• 16. Y.K. Jeong, M.C. Kang, S.H. Kwon, K.H. Kim, H.G. Kim, J.S. Kim, Tool life of nanocomposite Ti–Al–Si–N coated end-mill by hybrid coating system in high speed machining of hardened AISI D2 steel, Current Applied Physics, 9(1): 141-144, 2009.
• 17. J.B. Saedon, S.L. Soo, D.K. Aspinwall, A. Barnacle, N. H. Saad, Prediction and optimization of tool life in micromilling AISI D2 (∼62 HRC) hardened steel, Procedia Engineering, 41: 1674-1683, 2012.
• 18. A.N. Amin, S.B. Dolah, M.B. Mahmud, M.A. Lajis, Effects of workpiece preheating on surface roughness, chatter and tool performance during end milling of hardened steel D2, Journal of Materials Processing Technology, 201(1-3): 466-470, 2008.
• 19. F. Saba, E. Kabiri, J.V. Khaki, M.H. Sabzevar, Fabrication of nanocrystalline TiC coating on AISI D2 steel substrate via high-energy mechanical alloying of Ti and C, Powder Technology, 288: 76-86, 2016.
• 20. R.D. Patel, S.N. Bhavsar, Experimental investigation during end milling of AISI D2 tool steel using AlCrN coated tool, Materials Today: Proceedings, 22: 2647-2656, 2020.
• 21. H.V. Lima, A.F. Campidelli, A.A. Maia, A.M. Abrão, Temperature assessment when milling AISI D2 cold work die steel using tool-chip thermocouple, implanted thermocouple and finite element simulation, Applied Thermal Engineering, 143: 532-541, 2018.
• 22. V.N. Gaitonde, S.R. Karnik, C.H.A. Maciel, J.C.C. Rubio, A.M. Abrão, Machinability evaluation in hard milling of AISI D2 steel, Materials Research, 19(2): 360-369, 2016.
• 23. M.C. Kang, K.H. Kim, S.H. Shin, S.H. Jang, J.H. Park, C. Kim, Effect of the minimum quantity lubrication in high-speed end-milling of AISI D2 cold-worked die steel (62 HRC) by coated carbide tools, Surface and Coatings Technology, 202(22-23): 5621-5624, 2008.
• 24. A. Iqbal, N. He, L. Li, Empirical modeling the effects of cutting parameters in high-speed end milling of hardened AISI D2 under MQL environment, In Proceedings of the World Congress on Engineering, London, UK , 6-8, 2011.
• 25. S. Ravi, P. Gurusamy, Experimental investigations on performance of TiN and TiAlN coated tools in cryogenic milling of AISI D2 hardened steel. Materials Today: Proceedings, 2020. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.664.