AISI 304 paslanmaz çeliğinin tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş morfolojisinin araştırılması

Bu deneysel tez çalışmasında, AISI 304 paslanmaz çeliğinin kesme parametreleri (kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliği) ve kesici takım ısıl işlem türü (kriyojenik ısıl işlem) şartlarına bağlı olarak Taguchi deney tasarımı dizilimine göre tornalama deneyleri yapılmıştır. Kesme parametreleri; 80 - 100 ve 120 m/dk kesme hızı, 0,15-0,20 ve 0,25 mm/dev ilerleme ve 1- 1,5 ve 2 mm talaş derinliği olarak seçilmiştir. İşleme deneylerinde kullanılan kesici takıma -196 °C derecede ısıl işlem uygulanmıştır. Buna bağlı olarak kesici takım ısıl işlem türü olarak kriyojenik ısıl işlem uygulanmış ve uygulanmamış olarak kullanılmıştır. Tornalama deneyleri deney tasarım yöntemlerinden biri olan Taguchi mixed L36 (2^1 3^3) tasarımına göre gerçekleştirilmiştir. Burada (2^1) kesici takım ısıl işlemi, (3^3) ise kesme parametrelerini temsil etmektedir. Taguchi deney tasarımı dizilimine göre gerçekleştirilen deneylerde iş parçasının yüzeyinden ölçümler alınmıştır. Bu ölçümler iş parçasının yüzeyinin üç farklı noktasından ölçülerek ortalamaları alınarak hesaplanmıştır. Tornalama deneyleri sonucunda oluşan talaşlar toplanarak talaş morfolojileri karşılaştırılmıştır. Kesici takım ömrü sabit talaş hacmine göre karşılaştırılmıştır. Kesici takım ömrü deneyleri sabit talaş derinliği, kesme hızı ve ilerlemede yapılmıştır. Hem kriyojenik işlem görmüş hem de görmemiş kesici takımların aşınma şartları tezgâh kapasitesi göz önünde bulundurularak kesme hızı 100 m/dk, ilerleme 0,25 mm/dev ve talaş derinliği 2 mm olarak seçilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü açısından elde edilen deney sonuçları Taguchi analizi ile değerlendirildiğinde, kriyojenik ısıl işlem görmüş kesici takımla işlenmiş iş parçalarının yüzey pürüzlülüğü değerleri ısıl işlem görmemiş takımla işlenmiş iş parçasınınkine göre daha düşük çıkmıştır. Optimum yüzey pürüzlülüğü için elde edilen işleme parametreleri ise kriyojenik ısıl işlem görmüş kesici takım, 100 m/dk kesme hızı, 0,15 mm/dev ilerleme ve 1 mm talaş derinliğinde elde edilmiştir. Taguchi sinyal/gürültü oranlarına göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili parametrenin ilerleme olduğu görülmüştür. Bunu sırayla talaş derinliği, ısıl işlem şartı ve kesme hızı takip etmiştir. Ayrıca, kriyojenik işlem uygulanmış ve uygulanmamış kesici takımların SEM görüntüleri ve iş parçasından elde edilen talaşların morfolojisi analiz edilmiştir. Elde edilen SEM analizlerine göre kriyojenik ısıl işlem görmüş kesici takımın aşınması herhangi bir ısıl işlem görmemiş kesici takıma göre daha az aşındığı görülmüştür.