GG25 Dökme Demirin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Kesme Sıcaklığı Üzerine Etkisi ve Optimizasyonu

Yıl 2021, Cilt: 2 Sayı: 3, 20 - 33, 31.12.2021

Raşit Düzce Gürcan Samtaş

https://doi.org/10.52795/mateca.1019186

Cited By: 1

Öz

GG25 en yaygın olarak kullanılan dökme demir alaşımıdır. Bu malzeme, yüksek sağlamlık ve aşınma direncine sahiptir ve ek ısıl işleme ihtiyaç duymaz. Bu nedenle üretim maliyetleri düşüktür. Ağırlıklı olarak perlitik yapıya sahip lamelli bir dökme demirdir. Sertlikleri 230 Brinell’e kadar çıkabilmektedir. Bu nedenle özellikle delme ve frezeleme işlemleri zordur. Bu çalışmada özel olarak döktürülmüş GG25 numunelerine yüzey frezeleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Yüzey frezeleme işlemi için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN kaplamalı, TiN-TiCN-Al2O3 kaplamalı ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (150, 200 ve 250 m/dak), üç farklı ilerleme (0.10, 0.25 ve 0.35 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0.5, 1 ve 1.5 mm) kesme parametresi olarak kullanılmıştır. Deneysel tasarım için Taguchi L27 (34) ortogonal dizisi seçilmiş ve 27 deney gerçekleştirilmiş, kesme parametreleri Taguchi metodu ile optimize edilmiştir.. Her bir deney esnasında kesme bölgesinden termal kamera ile sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Deneysel sonuçlar Varyans analizi ve üç boyutlu grafikler ile değerlendirilmiştir. Optimizayon sonucunda minimum sıcaklık için optimum parametreler, TiN-TiCN-Al2O3 kaplamalı kesici uç, 200 m/dak kesme hızı, 0.25 mm/diş ilerleme oranı ve 0.5 mm kesme derinliğidir. Varyans analizi değerlendirildiğinde sıcaklığa etki eden et etkili faktör kesme derinliği olmuştur. Taguchi optimiza parametreler ve üç boyutlu grafikler değerlendirildiğinde, minimum sıcaklık için en uygun kaplama türü TiN-TiCN-Al2O3 kaplamalı kesici uç olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

GG25, Yüzey frezeleme, Optimizasyon, Kesme sıcaklığı, Taguchi

Kaynakça

• Ö. ÇELİK, Küresel Grafitli dökme demirlerin aşınma davranışları, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2001.
• V.S.R. Murthy, S. Kishore Seshan, Characteristics of compacted Graphite Cast Iron, Transactions of the American Foundrymen's Society, 92:373-380, 1984.
• R.T. Coelho, A.F. Souza, A.R. Roger, A.M.Y. Rigatti, A.A. Riberio, Mechanistic approach to predict real machining time for milling free-form geometries applying high feed rate, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 46: 1103–1111, 2010.
• C.H. Hsu, M.L. Chen, C.J. Hu, Microstructure and mechanical properties of 4% cobalt and nickel alloyed ductile irons, Materials Science and Engineering A, 444: 339–346, 2007.
• U. Şeker, İ. Çiftçi, H. Hasirci, The effect of alloying elements on surface roughness and cutting forces during machining of ductile iron, Materials and Design, 24: 47–51, 2003.
• I. Ucun, K. Aslantas, The performance of ceramic and cermet cutting tools for the machining of austempered ductile iron, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 41: 642–650, 2009.
• A.K. Ghani, I.A. Choudhury, Husni, Study of tool life, surface roughness and vibration in machining nodular cast iron with seramic tool Journal of Materials Processing Technology 127: 17–22, 2002.
• F. Klocke, C. Klöpper, D. Lung, C. Essig, Fundamental wear mechanisms when machining austempered ductile iron (ADI), Annals of the CIRP., 56(1): 73-76, 2007.
• M.C. Cakir, A. Bayram, Y. Isik, B. Salar, The effects of austempering temperature and time onto the machinability of austempered ductile iron, Materials Science and Engineering A, 407: 147–153, 2005.
• M. Çetin, F. Gül, Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirin abrasiv aşınma davranışına östemperleme işleminde soğutmanın etkisi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 21(2): 359-366, 2006.
• O.J. Moncada, R.H. Spicacci, J.A. Sikora, Machinability of austempered ductile iron, AFS Trans, 106: 39–45, 1998.
• M.C. Çakır, Modern Talaşlı İmalatın Esasları. Uludağ Üniversitesi Güçlendirme Vakfı, Bursa, 140: 155-239, 1999.
• R.O. Marwanga, R.C. Voigt, P.H. Cohen, Influence of graphite morphology and matrix structure on chip formation during machining of continuously cast ductile irons, AFS Transactions, 108: 651, 2000.
• A. Yardımeden, M. Aksoy, A. İnan, Lamel grafitli dökme demirlerin işlenmesinde kale mile parça arasında meydana gelen gerilime, işleme şartları ve malzeme yapısının etkisi, 11. Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, 13-15 Ekim, 2004, Antalya.
• A. Kaçal, B. Çelik, Ş. Sertsöz, GGG70 sfero dökme demirin frezelenmesinde yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasının incelenmesi, IMCOFE 2019, 24-26 Nisan, 2019, Antalya.
• Y. Kahraman, G. Uzun, İ. Korkut, Vermiküler grafitli dökme demirlerin frezelenmesinde östemperleme sıcaklığı ve süresinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi, 6. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 2015), 5-7 Kasım, 2015, İstanbul.
• R. Çakıroğlu, G. Uzun, Yüksek ilerleme ile frezeleme işlemi esnasında oluşan kesme kuvvetinin ve iş parçası yüzey pürüzlülüğünün Yapay Sinir Ağları ile modellenmesi, Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(1): 58-66, 2021.
• Y. Aşkun, H. Hasırcı, U. Şeker, Ni ve Cu ile alaşımlandırılmış küresel grafitli dökme demirlerin işlenebilirliliğinin kesme kuvvetleri ve yüzey kaliteleri açısından değerlendirilmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(2): 191-199, 2003.
• B. Avishan, S. Yazdani, D. Jalali Vahid, The influence of depth of cut on the machinability of an alloyed austempered ductile iron, Materials Science and Engineering A, 523: 93-98, 2009.
• F.Taylan, Sert malzemelerin frezelenmesinde takım aşınma davranışlarının belirlenmesi, Doktora Tezi, Süleymen Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2009.
• WIDIA Cutting tool company, Advances catalog, 2020.
• WIDIA Cutting tool company, Master Catalog, 2017
• F. Kara, Optimization of surface roughness in finish milling of AISI P20+S plastic-mold steel, Materiali in tehnologije/Materials and technology, 52(2): 195–200, 2018.
• G. Samtaş, S. Korucu, Kriyojenik işlem görmüş EN AW 5754 (AlMg3) alüminyum alaşımının frezelenmesinde yüzey pürüzlülüğü için kesme parametrelerinin optimizasyonu, Politeknik Dergisi, 22 (3): 665-673, 2019.
• F. Kara, B. Öztürk, Comparison and optimization of PVD and CVD method on surface roughness and flank wear in hard-machining of DIN 1.2738 mold steel, Sensor Review, 39 (1): 24-33, 2019.
• T. Kıvak, 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.
• G. Samtaş, Optimisation of cutting parameters during the face milling of AA5083-H111 with coated and uncoated inserts using Taguchi method, Int. J. Machining and Machinability of Materials, 17 (3/4): 211-232, 2015.
• G. Samtaş, S. Korucu, Temperlenmiş Alüminyum 5754 Alaşımının Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Taguchi Metodu Kullanılarak Optimizasyonu, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(1): 45-60, 2019.