Alüminyum esaslı kompozitlerde takviye oranı ve boyutunun mekanik özellikler ve işlenebilirlik üzerine etkisinin araştırılması

ALÜMİNYUM ESASLI KOMPOZİTLERDE TAKVİYE ORANI VE BOYUTUNUN MEKANİK ÖZELLİKLER VE İŞLENEBİLİRLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI (Doktora tezi) İbrahim ÇİFTÇİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ekim 2003 ÖZET Bu araştırmada; sıvı metal karıştırma-basınçlı döküm yöntemiyle ortalama 30, 45 ve 110 (im boyutlu SiC parçacıklardan ağırlıkça % 8, 16 ve 32 oranlarında içeren 2014-A1 esaslı metal matrisli kompozit (MMK) malzemeler üretilmiştir. Üretilen MMK malzemelerin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Kaplamasız sementit karbür, kaplamalı sementit karbür, kübik bor nitrit (CBN) ve elmas kaplamalı sementit karbür kesici takımlar kullanılarak MMK malzemeler işlenebilirlik deneylerine tabi tutulmuştur. İşlenebilirlik deneyleri tornalama yöntemiyle, soğutma sıvısı kullanılmadan yapılmış ve işlenebilirlik kriterlerinden kesici takım aşınması ve iş parçası yüzey pürüzlülüğü incelenmiştir. Ayrıca, elmas kaplamalı sementit karbür kesici takımlarla işleme esnasında kesme kuvvetleri de ölçülmüştür. Deneyler farklı kesme hızları, sabit talaş derinliği ve sabit ilerleme hızında yapılmıştır. Artan parçacık oranı ve boyutu ile kullanılan bütün kesici takımlarda aşınma artmıştır. CBN kesici takımlar haricinde artan kesme hızıyla da kesici takım aşınması artmıştır. En yüksek aşınma direncini CBN kesici takımlar sergilemiştir. Elmas kaplamalı sementit karbürler diğer sementit karbürlerden daha iyi aşınma direnci gösterirken en düşük aşınma direncini de kaplamasız sementit karbürler göstermiştir. Kaplamasız ve kaplamalı sementit karbür kesici takımlarla elde edilen yüzeyler arasında bir karşılaştırma yapıldığında kaplamasız sementitkarbürlerin ortalama yüzey pürüzlülük değerine (Ra) göre özellikle düşük kesme hızlarında daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Kaplamalı sementit karbür kesici takımlarda daha kararlı bir yığıntı talaş oluştuğu ve bunun da daha yüksek Ra değerlerine sebep olduğu düşünülmüştür. Aşınmış kesici takımlar optik ve tarama elektron mikroskoplarında (SEM) incelenerek aşınma biçimleri ve mekanizmaları belirlenmeye çalışılmıştır. Bütün kesici takımlarda etkin olan aşınma biçimi yan yüzey aşınması olmuştur. Kaplamasız ve kaplamak sementit karbürlerde abrasif aşınma mekanizmasının etkili olduğu ve yüksek kesme hızlarında da ilave olarak kesici uçta kırılmalar görülmüştür. Elmas kaplamlı sementit karbürler ve CBN kesici takımlarda ise abrasif ve adhesiv aşınma mekanizmalarının birlikte etkili olduktan görülmüştür. Ayrıca, en büyük boyutlu parçacıklarla (110 um) takviyeli MMK malzemenin CBN kesici takımla işlenmesinde kesici uçta yoğun bir şekilde kırılmalar görülmüştür. Bilim Kodu : 708 Anahtar Kelimeler : Metal matrisli kompozit (MMK), sıvı metal kanştırma- basınçlı döküm yöntemi, işlenebilirlik, kesici takım aşınması, yüzey pürüzlülüğü Sayfa Adedi : 129 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Mehmet TÜRKER