Alüminyum Matrisli Bor Karbür Takviyeli Kompozit Malzemeye Uygulanan Delik Delme İşleminde Kesme Parametrelerinin Etkileri

Yıl 2021, Cilt: 2 Sayı: 1, 14 - 22, 30.04.2021

Faik Okay Serkan Islak

Öz

Bu çalışmada, toz metalürjisi yöntemiyle üretilen alüminyum matrisli bor karbür (B4C) malzemeye delik delme işlemindeki kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve ilerleme kuvveti üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deney parametreleri olarak; 5 mm çaplı HSS matkapla 20-30-40-50 m/dak kesme hızı ve 0,1-0,2-0,3-0,4 mm/dev ilerleme miktarı kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, B4C takviyesiyle ilerleme kuvveti ve moment değerlerinin düştüğü görülmüştür. İlerleme miktarının artmasıyla kuvvet ve moment değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. En düşük ilerleme kuvveti değeri 20 m/dak kesme hızı, 0,1 mm/dev ilerleme miktarında 180 N olarak takviyeli numunede ölçülmüştür.Yüzey pürüzlülüğü değerleri, ilerleme miktarının artmasıyla artmış, kesme hızının artmasıyla birlikte azalmıştır. B4C takviyesi yüzey kalitesini artırmıştır. En düşük yüzey pürüzlülüğü değeri çalışmada kullanılan en yüksek kesme hızı ve en düşük ilerleme miktarında, takviyeli numunede, 2,448 µm olarak ölçülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Delme, İlerleme kuvveti, Yüzey Pürüzlülüğü, Toz metalurjisi

Kaynakça

• 1. N. Chawla, K. K. Chawla, Metal matrix composites, Springer Science Business Media, Inc., Boston, 5-101, 2006.
• 2. K.L. Narayana, M. M. Benal, H. K. Shivanand, Effect of graphite on aluminium matrix composites fabricated by stir casting route–A review. Materials Today: Proceedings, 2020.
• 3. B. S. Yigezu, M. M. Mahapatra,P. K. Jha, Influence of reinforcement type on microstructure, hardness, and tensile properties of an aluminum alloy metal matrix composite. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 1 (4): 124-130, 2013.
• 4. J. H. Shin, H. J. Choi, D. H. Bae, The structure and properties of 2024 aluminum composites reinforced with TiO2 nanoparticles. Materials Science and Engineering: A, 607: 605-610, 2014.
• 5. N. V. Babu, T. V. Moorthy, Synthesis and characterization of Al7075/SiC composite by stir casting. In Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publications Ltd, 592: 760-764, 2014.
• 6. H. Guo, Z. Zhang, Processing and strengthening mechanisms of boron-carbide-reinforced aluminum matrix composites. Metal Powder Report, 73(2): 62-67, 2018.
• 7. M. Pul, Alüminyum 7075 Matrisli Kompozitlerde SiC, B4C Ve TiB2 Takviye Elemanlarının Mekanik Özelliklere Etkilerinin Karşılaştırılması. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7 (1): 180-193, 2019.
• 8. A. Orhan, A. K.Gür ve U.Çalıgülü, Al Matrisli B4C Takviyeli Kompozitlerin Sıcak Presleme Yöntemiyle Üretimi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, c. (4): 8-13, 2007.
• 9. A. Ekşi, D. A. Bircan, Mechanical Properties of Cold and Warm Compacted Aluminum Alloys (Al7XXX). In Proceedings of 11th International Materials Symposium, 19-21 April 2006, Denizli.
• 10. F. Memiş, Y. Turgut, AISI 2205 Dubleks Paslanmaz Çeliğin CNC Torna Tezgâhında İşlenmesinde Yüzey Pürüzlülüğü ve Kesme Kuvvetlerinin Deneysel Araştırılması. İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, 1 (1): 22-33, 2020.
• 11. M. Ay, A. Kalyon, CNC torna tezgâhında 17-4 PH paslanmaz çeliğin işleme parametrelerinin deneysel olarak belirlenmesi, 6. International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), 16-18 Mayıs 2011, Elazığ.
• 12. Y. Işık, M.C. Çakır, Hız çeliği takımlar için kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin deneysel olarak incelenmesi, TEKNOLOJİ, 1-2: 111-118, 2001.
• 13. B. Özlü, H. Demir, E. Nas, CNC tornalama işleminde yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerine etki eden parametrelerin matematiksel olarak modellenmesi, İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi 3(2): 75-86, 2014.
• 14. Ş. Bayraktar, Y. Sıyambaş, Y. Turgut, Delik delme prosesi: bir araştırma, SAÜ Fen Bilim Enstitüsü Dergisi, 21: 124–124, 2017.
• 15. A. Çakır, AA 7075 ve AA 2024 Alüminyum Malzemelerine Delik Delinmesinde Soğutma Yöntemlerinin İşleme Performansına Etkilerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2015.
• 16. B. Yılmaz, G. Uzun, A. Güllü, Ti6Al4V Malzemeye Uygulanan Delme İşleminde Kesme Parametrelerinin İtme Kuvveti, Kesme Momenti Ve Kesme Sıcaklığına Etkileri. İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, 1 (3): 1-8, 2020.
• 17. A. R. Motorcu, E. Ekici, Al/B4C kompozitlerin karbür matkaplarla delinmesinin değerlendirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(4): 259-266, 2016.
• 18. Ş. Karabulut, H. Karakoc, R. Çıtak, Influence of B4C particle reinforcement on mechanical and machining properties of Al6061/B4C composites. Composites Part B: Engineering, 101: 87-98, 2016.
• 19. M. T. Hayajneh, A. M. Hassan, A. T. Mayyas, Artificial neural network modeling of the drilling process of self-lubricated aluminum/alumina/graphite hybrid composites synthesized by powder metallurgy technique. Journal of Alloys and Compounds, 478(1-2): 559-565, 2009.
• 20. M. Ramulu, P. N. Rao, H. Kao, Drilling of (Al2O3) p/6061 metal matrix composites. Journal of materials processing technology, 124(1-2): 244-254, 2002.
• 21. K. Palanikumar, A. Muniaraj, Experimental investigation and analysis of thrust force in drilling cast hybrid metal matrix (Al–15% SiC–4% graphite) composites. Measurement, 53: 240-250, 2014.
• 22. G. S. Samy, S. T. Kumaran, Measurement and analysis of temperature, thrust force and surface roughness in drilling of AA (6351)-B4C composite. Measurement, 103: 1-9, 2017.
• 23. H. S. Kim, On the rule of mixtures for the hardness of particle reinforced composites. Materials Science and Engineering: A, 289(1-2): 30-33, 2000.
• 24. İ. Çiftçi, Östenitik paslanmaz çeliklerin işlenmesinde kesici takım kaplamasının ve kesme hızının kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20(2): 205-209, 2005.
• 25. C. Rubenstein, The torque and thrust force in twist drilling—II. Comparison of experimental observations with deductions from theory. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 31(4): 491-504, 1991.
• 26. L-P. Wang, L-J. Wang, Y-H. He, Z-J. Yang, Prediction and computer simulation of dynamic thrust and torque in vibration drilling, Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf, 212(6): 489–497, 1998.
• 27. M. Günay, Toz Metalürjisi Yöntemiyle Üretilmiş Al-Si/SiCp Kompozitlerin Mekanik ve İşlenebilirlik Özelliklerinin Araştırılması. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2009.
• 28. S. Tinga, AA6061 Matrisli B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mekanik ve İşlenebilirlik Özelliklerinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Ankara, 2019.
• 29. G. Meral, AISI 1050 Malzemenin Delinmesinde Delme Parametrelerinin Kesme Kuvvetleri ve Delik Kalitesi Üzerindeki Etkisinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2010.