Ti6Al4V alaşımının elektro erozyon ve elektro kimyasal işleme yöntemleriyle işlenebilirliğinin araştırılması

Titanyum ve alaşımları sahip oldukları, yüksek dayanım, yoğunluk oranı ısı ve korozyon direnci gibi özelliklerinden dolayı, özellikle elektronik, bilgisayar, havacılık ve uzay endüstrilerinde yaygın olarak kullanılan malzemelerdir. Buna karşın sahip olduğu düşük elastisite modülü, ısıl iletkenlik ve yüksek kimyasal reaktiflik özelliklerinden dolayı klasik imalat yöntemleri ile işlenebilirlikleri zayıftır. Bu malzemelerin klasik olmayan imal usulleri ile işlenmesi tercihli hale gelmiştir. Bu imalat yöntemlerinden bir tanesi de elektro erozyonla işleme yöntemidir. Bu yöntemle, sert, karmaşık profilli iletken parçaların mikron hassasiyetinde işlenebilmesi mümkündür. Ancak, malzeme ile işlem parametrelerinin uygun seçimi, maliyeti ve verimliliği doğrudan etkilemektedir. Yöntemdeki termal etkiler, malzeme yüzeyinde krater, çatlak, boşluk, döküntü ve eriyik damlalar şeklinde birçok hasarlara, yüzeyin altında ise mikroyapı değişimlerine yol açmaktadır. Bu yüzeysel oluşumlar, özellikle dinamik yüklemeli makine elemanlarının hasar sürecini etkilemektedir. Dolayısı ile elektro erozyon ile işlenmiş yüzeyler, işlem parametrelerine bağlı olarak genellikle ikinci bir bitirme işlemine ihtiyaç duyabilmektedir. Bunun için farklı mekanik iyileştirme yöntemleri kullanılsa da elektro kimyasal işleme yöntemi ideal bir son işlem olarak kabul edilmektedir.Bu çalışmada, Ti6Al4V alaşımının işlenebilirlik karakteristiklerini belirlemek amacıyla, elektro erozyon ve elektrokimyasal taşlama yöntemleri kullanılmıştır. Elektro erozyon deneylerinde vurum süresi ve akım parametreleri değişken olarak alınırken, püskürtme basıncı ve vurum ara süresi sabit tutulmuştur. Grafit, elektrolitik bakır ve alüminyum olmak üzere üç farklı elektrot ile işlem yapılmıştır. Elektro erozyon deneyleri neticesinde numunelerin yüzey ve ısıdan etkilenen tabakaları taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmiş, noktasal analiz (EDS), X ? ışınları analizi (XRD) ve mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. İşlenmiş yüzeylerin pürüzlülük değerleri, mikroyapı değişimleri, takım (elektrot) aşınma oranları, talaş kaldırma oranı, yüzey çatlak yoğunluğu ve beyaz tabaka kalınlığı gibi karakteristik değişimler incelenmiştir. Deneylerin ikinci aşamasında, aynı şartlarda elektro erozyonla işlenmiş numuneler, elektro kimyasal taşlama yöntemi ile taşlanmıştır. Elektro kimyasal taşlama deneylerinde işleme voltajı, elektrolit basıncı ve tabla ilerleme miktarı parametreleri değişken alınırken, elektrolit konsantrasyonu ve cinsi sabit tutulmuştur. Elektro kimyasal taşlama sonrasında yüzey pürüzlülüğündeki iyileşme oranı, işleme parametrelerine bağlı olarak belirlenmiştir. Her iki yöntemde de işleme etki eden parametrelerin bağıl etkileri istatistiki açıdan değerlendirilmiş ve optimize edilmiştir. Ayrıca yöntemler, lineer regresyon metodu kullanılarak modellenmiştir. Elde edilen modellerin uygunlukları varyans analizi ve artık analiz yöntemleri ile kontrol edilmiştir. Sonuç olarak geliştirilen modellerin her iki yöntemde de bundan sonraki uygulamalar için deney yapmadan tahmin amaçlı kullanılabileceği saptanmıştır.Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümde güncel literatürden örnekler verilmiştir. Üçüncü bölümde, titanyum alaşımları tanıtılmış ve klasik işleme yöntemlerinde karşılaşılan problemlere değinilmiştir. Dördüncü bölümde, elektro erozyon ve elektro kimyasal taşlama yöntemleri tanıtılmıştır. Beşinci bölümde, deneysel çalışmanın yöntemi ve deneylere hazırlık aşamaları verilmiştir.Altıncı bölümde deney sonuçları tartışılarak yorumlanmıştır. Yedinci bölümde, her iki yöntemde kullanılan parametrelerin istatiksel ve maliyet analizleri yapılmıştır. Çalışmanın sekizinci bölümünde her iki yöntemde işleme parametreleri ve ölçülen değerler arasındaki matematiksel ilişkiler (matematiksel modelleme) belirlenmiş, dokuzuncu ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar ve öneriler verilmiştir.