Al-6061 alaşımı için uygun elektrokimyasal işleme parametrelerinin ve elektrolitin araştırılması

Geleneksel yöntemlerle hassas bir şekilde işlenmesi zor olan, sertliği yüksek ve ısıya dayanıklı veya ince film formunda iletken malzemeler için ileri bir imalat yöntemi olan elektrokimyasal işleme (EKİ) yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntemde iş parçasına sıvı bir elektrolit içinde elektrik potansiyeli uygulanması yoluyla yüzey atomlarını iyonlaştırılarak işleme yapılmaktadır. Teknolojide meydana gelen gelişmeler sonucu savunma, havacılık ve medikal endüstrilerinde EKİ yöntemi ile mikro boyutlarda işlenebilecek hassaslıkta ve düşük yüzey pürüzlülüğüne sahip, yüksek kalitede malzemelere ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Sertliği yüksek titanyum, nikel ve karbür gibi malzemelerin EKİ yöntemi ile işlenmesine yönelik pek çok çalışma bulunmaktadır. Alüminyum alaşımlarının yüzey sertliği diğer malzemelere kıyasla düşüktür. Dolayısıyla geleneksel yöntemlerle işlenmesi mümkündür; ancak ileri teknoloji sanayilerde talep edilen karmaşık şekillerin daha hassas işlenebilmesi gerekmektedir. Çalışmada, bu amaçla T.C. Sanayi ve Ticaret Bakanlığı, Tekno Girişim Sermayesi Desteği Programı kapsamında geliştirilmiş olan yerli bir EKİ tezgahında, ülkemizde oldukça fazla alanda kullanımı olan Al-6061 alaşımının elektrokimyasal yöntemle işlenme potansiyeli araştırılmış ve uygun çalışma parametreleri belirlenmiştir. İş parçası yüzeyinde pasifizasyonun engellenmesi, yüksek malzeme kaldırma hızı (MKH) ve en az yüzey pürüzlülüğü eldesi için uygun kimyasal içeriğe, derişime ve pH değerine sahip elektrolitin tespit edilmesi, bu çalışmanın temel amacıdır. NaBr, NaCl, NaNO3, NaF ve NaHCO3 tuzlarının farklı derişimlerde çözeltilerinin iletkenlikleri tespit edilerek işleme yapılmıştır. Deney tasarımında istatistiki bir yazılım olan Design Expert kullanılmıştır. En iyi MKH ve yüzey kalitesini sağlayan elektrolitler 1,370 M NaBr ve 0,755M NaBr-0,036 M NaNO3-1,726 M NaCl çözeltileri olarak belirlenmiştir. Malzeme işleme performansı üzerinde asidik ve bazik ortam etkisini incelemek amacıyla belirlenmiş olan çözeltiler, 1 M NaOH, 0,1 M HNO3 ve 0,1 M HCl çözeltileri ile kullanılarak pH değerleri 2 ve 10 olarak değiştirilmiştir. Asidik çalışma ortamının yüzey kalitesine daha olumlu etkisi olduğu görülmüştür. HCl kullanılarak pH değeri 2 yapılan bu iki elektrolitin çalışma için en uygun çözeltiler olduğu belirlenmiştir. Elektrolit çözeltileri belirlendikten sonra, EKİ cihaz değerleri değiştirilerek, bir çalışma yapılmıştır. Yapılan bu çalışma kapsamında, işleme süresi 5 ve 15 dk, elektrot aralığı 1, 2 ve 3 mm, gerilim değeri ise 5 ve 8 V olarak çalışılmıştır. Çalışma sonucu elde edilen veriler bir istatiksel analiz programı olan 'Design Expert' yazılımı ile analiz edilmiştir. Çalışma koşulu, elektrolit içeriği pH 2/ 0,660 M NaBr-0,061 M NaNO3- 1,729 M NaCl, işleme süresi 15 dakika, elektrot aralığı 2 mm ve gerilim değeri 8 V olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak Al-6061 alaşımı için belirtilen parametre koşullarında iyi MKH hızı ve yüzey kalitesine sahip malzemeler elde edilmiştir. Bu tez çalışmasında elde edilen eniyileme çalışmalarının endüstriyel alanda kullanılma potansiyeli çok yüksek olup, ülke sanayisine ve teknolojisine önemli katkılar sağlayacaktır.