Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin ti-6Al-4V alaşımının delinebilirliği üzerindeki etkilerinin araştırılması

Bu çalışmada, Ti-6Al-4V titanyum alaşımının delinmesinde kesme parametreleri, kesme şartları ve kesici takımlara uygulanan işlemlerin; kesme kuvvetleri, moment, yüzey pürüzlülüğü, delik çapı, dairesellik ve silindiriklikten sapma ile takım aşınması ve takım ömrü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kesici takım olarak kaplamasız ve TiAlN/TiN kaplı M42 HSS ile tungsten karbür matkaplar kullanılmıştır. Her iki kesici takım malzemesinde de kaplamasız takımların bir kısmına -145 oC'de 24 saat bekletmek suretiyle kriyojenik işlem diğer bir kısmına ise kriyojenik işlem ardına 200 oC'de iki saat bekletmek suretiyle temperleme işlemi uygulanmıştır. Dolayısıyla her kesici takım malzemesinden kaplamasız, TiAlN/TiN kaplı, kriyojenik işlem uygulanmış (Kİ) ve kriyojenik işlem ardına temperleme işlemi uygulanmış (KİT) olmak üzere dört farklı takım test edilmiştir. Delme deneylerinde kesme parametreleri olarak HSS ve tungsten karbür takımlar için ayrı ayrı belirlenen dört farklı kesme hızı ve üç farklı ilerleme hızı kullanılmıştır. 5 mm çapında matkaplarla kuru ve ıslak kesme şartları altında CNC dik işleme merkezinde 15 mm derinliğinde boydan boya delikler delinmiştir. Ayrıca kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına uygulanan temperleme işleminin işlemsiz takımlara göre mikroyapıda meydana getirdiği değişimleri belirlemek amacıyla SEM analizleri yapılmıştır.Mikroyapı incelemeleri, HSS takımlara uygulanan kriyojenik işlemin, karbür boyutlarını küçülterek homojen karbür dağılımı sağladığını ve geleneksel ısıl işlem sonrası yapıdaki kalıntı östeniti martensite dönüştürdüğünü göstermiştir. Ayrıca kriyojenik işlem sonrası yapılan temperleme işlemi ile küçük ikincil karbürlerin yoğunluğunun arttığı görülmüştür. Tungsten karbür takımlarda ise kriyojenik işlem ve temperleme işlemi eta karbürlerinin yoğunluğunu artırmıştır. Mikroyapıdaki bu değişimler kesici takımların sertlik ve aşınma direncinin artmasında önemli bir rol oynamıştır.Delme deneyleri sonucunda, soğutma sıvısı kullanımının kesme kuvvetleri ve moment dışındaki tüm deney çıktıları üzerinde olumlu etkilere sahip olduğu görülmüştür. Özellikle her iki kesici takım malzemesinde de takım ömründe önemli artışlar sağlamıştır. Hem HSS hemde tungsten karbür takımlar için delik kalitesi ve takım ömrü açısından en iyi sonuçlar TiAlN/TiN kaplı takımlardan alınmıştır. Kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına yapılan temperleme işleminin HSS ve tungsten karbür takımların işleme performansını arttırmada önemli etkilere sahip olduğu görülmüştür. Islak kesme şartlarında KİT HSS ve tungsten karbür takımlar işlemsiz takımlara göre takım ömründe sırasıyla %87 ve %83 ömür artışı sağlamıştır. İşleme çıktıları üzerindeki etkileri göz önüne alındığında kriyojenik işlemin HSS takımlar üzerindeki etkisinin karbür takımlara göre daha fazla olduğu görülmüştür.