SiC takviyeli AlSi7Mg2 metal matrisli kompozit malzemelerin işlenebilirliğinin araştırılması

SiC takviyeli alüminyum matrisli kompozitler (AMK’lar) düşük ağırlık, yüksek özgül mukavemet, yüksek özgül sertlik, yüksek aşınma direnci, düşük ısıl genleşme katsayısı, iyi boyutsal kararlılık ve kontrol edilebilir mekanik özellikleri sayesinde birçok uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Bu kompozitler, üstün mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olmalarına rağmen, SiC partiküllerin doğal özellikleri olan yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci AMK’ların işlenmesinde düşük takım ömrüne ve zayıf yüzey kalitesine yol açmaktadır. Bu durum, SiC takviyeli AMK’ların uygulanabilirliği ve kullanılabilirliğini kısıtlamaktadır. Bu çalışmada, metal matrisli kompozitlerin (MMK’ların) işlenebilirliğini araştırmak için bir dizi deneysel çalışma yapılmıştır. Deneysel çalışmada, ağırlıkça %15 SiC takviyeli AlSi7Mg2 kompozitler tungsten karbür (WC), AlTiN kaplamalı WC ve yüksek hız çeliği (HSS) matkaplar kullanılarak üç farklı ilerleme ve dönme devrinde delinmiştir. Delme deneyleri kuru ortamda gerçekleştirilmiştir. Delme parametrelerine bağlı kesme kuvveti ve momenti, çap değişimi, çapak oluşumu, yüzey pürüzlülüğü, talaş morfolojisi ve takım aşınması incelenmiştir. Ayrıca kesme kuvvetleri ve momentlerinin takım aşınması ile olan ilişkisi analiz edilmiştir. Talaş morfolojisi ve takım aşınması için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Artan ilerleme ile kesme kuvveti ve momentinin, çap değişiminin, çapak yüksekliğinin, yüzey pürüzlülüğünün arttığı görülmüştür. Dönme devrindeki artış ise çapak yüksekliğini arttırmış, kesme kuvveti ve momentini, çap değişimini ve yüzey pürüzlülüğünü ise azaltmıştır. WC, AlTiN kaplamalı WC ve HSS matkaplar arasında en iyi işlenebilirlilik sonuçları AlTiN kaplı WC matkaplardan, en kötü ise HSS matkaplardan elde edilmiştir. Kompozit malzemelerin işlenmesinde, parametrelere bağlı olarak talaş yapılarında değişimler meydana gelmiştir. Düşük dönme devri ve ilerlemede oluşan talaş çaplarının daha düşük olduğu görülmüştür. İlerlemenin artması ile talaş çaplarının arttığı ve talaş yapılarında bozulmalar meydana gelmiştir. Talaş yüzeylerinde mikro ölçekli kırılmalar, çatlaklar, ara boşluklar ve ince oyuk şekillerinin varlığı dikkat çekmiştir. Talaşların serbest yüzeylerinde mikro ölçülerde testere diş oluşumları gözlenmiştir. Takım aşınması analizlerinde ise artan delik sayısına bağlı olarak kesici takımlara gelen kesme kuvveti ve moment ile takım aşınmasının arttığı görülmüştür. Daha yüksek kesme kuvveti ve momentine maruz kalan kesici takımda daha yüksek deformasyon ve aşınma gözlemlenmiştir.