TiAlSiN, AlCrN ve TiAlN seramik filmleri ile kaplanmış karbür takımların yüksek hızlı frezeleme işleminde aşınma performansının incelenmesi

Anahtar Kelimeler: Katodik ark fiziksel buhar kaplama, TiAlSiN, AlCrN, TiAlN, Aşınma, Yüksek hızlı frezeleme, Akıllı imalat, SolidCAM iMachining. Bu çalışmada karbür kesici takım malzemesinin aşınma performansını iyileştirmek için katodik ark fiziksel buhar kaplama yöntemi ile nitrür esaslı kaplamalar taban malzeme üzerine büyütülmüştür. Yüksek hızlı frezeleme işleminde kullanılan takımlar TiAlSiN, AlCrN ve TiAlN seramik filmler ile kaplanmıştır. Kaplama işlemleri, hem prizmatik test numuneleri üzerine hem de karbür parmak frezeler üzerine uygulanmıştır. Kaplamaların karakterizasyonu prizmatik test numuneleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen kaplamaların yapısal ve mekanik özellikleri taramalı elektron mikroskobu, X-ışını kırınım ölçer, calotest kalınlık ölçümü, çizik testi, mikrosertlik cihazı ve optik profilometre yardımı ile belirlenmiştir. Numunelerin tribolojik özellikleri, Al2O3 karşı bilya kullanılarak ileri-geri (reciprocating) aşınma testi şeklinde ve kuru şartlarda tespit edilmiştir. Kaplamaların gerçek çalışma performanslarının belirlenmesi için işlemsiz ve kaplanmış parmak frezeler ile Impax çeliği iş parçası CNC dik işleme merkezinde işlenmiştir. G kodları ve takım yolları SolidCAM iMachining yazılımı ile oluşturulmuştur. Yazılımda kesme hızı, ilerleme ve yana kayma değerleri geometri, takım ve iş parçası malzemesine göre otomatik ve değişken olarak belirlenmiştir. CNC ile işleme sonrası, takımların aşınma performansı taramalı elektron mikroskobu ve kütle kaybı yöntemi ile incelenmiştir. Ayrıca kesme işlemi sonrası Impax çeliği iş parçasının yüzey pürüzlülüğü değerleri belirlenmiştir. Çizik testi sonuçlarına göre en yüksek adezyon sonuçları TiAlN kaplama için elde edilmiş ve Lc1 kritik yük değeri yaklaşık 30 N olarak belirlenmiştir. Aşınma testlerine göre, en yüksek aşınma oranı TiAlSiN kaplama için ve en düşük aşınma oranı işlemsiz karbür malzeme için elde edilmiştir. Yüksek hızda frezeleme işlemi sonrası, en düşük yan kenar aşınma genişliğine sahip kaplama türü TiAlN kaplama olarak belirlenmiştir.