Akademik Veri Yönetim Sistemi
MÜHENDİSLİKTE İLERİ VE ÇAĞDAŞ ÇALIŞMALAR 1, Doç. Dr. M. Sait CENGİZ, Editör, DUVAR YAYINLARI, İzmir, ss.107-138, 2023
Talaşlı imalat işlemleri ile üretilen komponentlerin kalitesi işlenmiş parçanın yüzey bütünlüğü ile doğrudan ilgilidir. Yüzey bütünlüğü karakterizasyonlarından yüksek yüzey ve yüzey altı sertliğinin malzemenin aşınma hızını düşürmesi, yüksek basma kalıntı gerilmelerin yorulma direncini arttırması gibi gelişmelerin, komponentlerin dayanıklılığı üzerinde önemli etkileri vardır. Genel olarak, talaşlı imalat sonrası bilye kumlama, lazerle kumlama, ezme (burnishing) vb. son işleme teknikleri ile işlenen yüzeylerin sertlik ve basma kalıntı gerilme özellikleri geliştirilir. İşlem zincirinde ilave bir adımı ve masrafı temsil eden bu tekniklere gerek kalmadan talaşlı imalatın bitirme-finiş işleminde düşük sıcaklıktaki soğutucuların kullanılması ile aynı özelliklere sahip yüzeylerin elde edilebileceği anlaşılmıştır.
Kesme sıvıları, talaşlı imalat işlemlerinde soğutmanın yanı sıra yağlamada yaparak üretim verimliliğin ve kalitesinin artmasını sağlarlar. Ayrıca talaşlı imalat ile üretilen parçaların yüzey bütünlüğü kuvvetli bir şekilde soğutma durumuna bağlıdır. Örneğin kuru kesmeye nazaran yüksek basınçlı soğutma (HPC) ile yüzeydeki çekme tipi kalıntı gerilmelerin azaltılabileceği görülmüştür. Fakat talaşlı imalat işleminde kesme sıvıları, çevre ve insan sağlığına olan negatif etkilerinin yanında şirketlere ve personeline pahalı çevresel ve sağlık sorumlulukları yüklemektedir. Bu sorunun aşılmasında minimum miktarda yağlama (MQL) tekniğinin uygulanması, alternatif bir çözüm ve yeşil işleme yolunda önemli bir adımdır. MQL yönteminin yüzey bütünlüğü özelliklerini geliştirebileceği görülmüştür. Sürdürülebilir işleme performansı göz önüne alındığında ise kriyojenik işleme alternatif olarak değerlendirilebilir. Kriyojenik soğutma uygulaması çok hızlı bir şekilde kesme bölgesinden işlenen parça yüzeyine geçen ısıyı ortadan kaldırarak, mikroyapının dinamik toparlanmasını bastırıp, daha büyük etkilenmiş yüzey tabakası oluşmasını sağlar. Bunun yanında kriyojenik soğutma ile işlenen yüzey ve yüzey altı tabaka mikro sertliğini önemli ölçüde arttırmanın mümkün olduğu görülmüştür. Kriyojenik soğutmanın, östenitik paslanmaz çelikler, Inconel 718 ve NiTi gibi süper alaşımlar ve AISI 52100 gibi sertleştirilmiş çelikler gibi işlenmesi zor malzemelerin yanı sıra magnezyum alaşımlarının ve diğer metalik malzemelerin yüzey bütünlüğünün geliştirilmesine yardımcı olduğu sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, temiz bir süreç sunmasının yanında yüzey bütünlüğü özelliklerini iyileştirmek için kriyojenik talaşlı imalat işlemlerinin uygulanabileceği ve böylece nihai ürünün kalite-performans seviyesinin geliştirilebileceği fakat düşük kesme sıcaklıklarında işleme performansının bazen olumsuz etkilendiği görülmüştür.