Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Mustafa Ersoy
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nuray Beköz Üllen
Eş Danışman: Şakir Altınsoy
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Titanyum ve alaşımları,
yüksek korozyon ve ısı direnci, iyi tokluk ve mukavemet dayanımı, yüksek
çalışma sıcaklığı ve düşük ağırlık oranı, uzun servis ömrü ve kompozit
malzemelerle rekabet edebilir nitelikte olmasından dolayı havacılık, uzay,
otomotiv, denizcilik, kimya-petrokimya ve biyomedikal gibi farklı endüstrilerde
yüksek mühendislik alaşımları olarak kullanılmaktadırlar. Titanyum alaşımları
içerisinde ise en yüksek kullanım oranı Ti6Al4V alaşımına aittir. Ti6Al4V
alaşım ürünlerinin yüzey kalitesi ve ölçü hassasiyetinin iyi olmasının
gerekliliği talaşlı imalat işlemlerini ön plana çıkartmaktadır. Talaşlı
imalatın en önemli konularının başında işlenebilirlik gelmektedir. İyi
işlenebilirlik, istenilen kalitede yüzey elde edebilmektir. Bunun için bir çok
kesme parametresinin optimum şekilde düzenlenmesi gerekmektedir. Titanyum ve
alaşımları, ısıl iletkenliklerinin düşük olması nedeniyle kesme bölgesinde
oluşan yüksek ısı, kimyasal reaktifliklerinin yüksek olması nedeniyle talaşın
takıma yapışma eğilimi, yüksek sıcaklılarda mukavemet özelliklerini koruması
ve düşük elastisite modülleri nedeniyle plastik deformasyonun zorluğu,
işlenebilirlikleri düşük olan malzemelerdir. Bu
nedenlerden dolayı titanyum alaşımların işlenmesinde üretim maliyetlerinin ve
işleme zamanının azaltılması için kesici takım performansının ve yüzey
kalitesinin iyileştirilmesi gerekmektedir.
Bu tez çalışmasında, Ti6Al4V
alaşımının delme, freze ve torna ile işlenmesinde faklı kesici uçlar, kesme
parametreleri ve soğutma ortamları kullanılarak, işlenebilirlik davranışları
incelenmiştir. Delme işlemi üzerine yapılan incelemelerde Ø7,5 mm ve 8,4 mm matkap uçları çaplı kuru ve kesme sıvısı
ortamlarında kullanılmıştır. Frezeleme
işleminde, 50 ve 100 m/dak kesme hızlarında kuru ve kesme sıvısı ile soğutma
ortamlarında işlem yapılmıştır. Tornalama işleminde DNMG ve CBN kesici uçlar
ile farklı kesme hızı, ilerleme hızı ve kesme derinliğinde talaşlı işlem
yapılmıştır. İşlenen parçalardan elde edilen talaşların morfolojileri, işlenen
parçaların yüzey pürüzlülükleri ve kesici uçların aşınma analizleri yapılarak
takım ömrü tespit edilmiştir. Delinebilirlik testlerinde, Ø7,5 mm
çapında matkap ucu kullanımı ve kesme sıvısı ile delmede daha iyi yüzey
kalitesi ve kesici takım ömrü elde edilmiştir. Artan matkap çapı ile her iki kesme ortamında da
aşınma artmıştır. Tüm şartlarda oluşan aşınmaların matkabın kesici ağzının
merkeze yakın olan bölgesinde yan yüzey aşınması şeklinde olduğu ancak kuru
kesme şartlarında matkabın dış kısmına yakın bölgede kırılma ağzı şeklinde
gerçekleşmiştir. Kesme sıvısı kullanımının talaş formu üzerine matkap çapından
daha belirleyici etkisinin olduğu belirlenmiştir. Frezeleme
testlerinde; kesme
hızının artmasıyla, yüzey pürüzlülük değeri azalmış ve kesme ortamının kurudan
sıvıya geçmesiyle yüzey özelliğinin iyileştiği tespit edilmiştir. Kesme sıvısı
ile sürtünmeden kaynaklı olumsuz etkiler ortadan kaldırılmış ve artan kesme
hızı ile kesici takım aşınması azalmıştır. Bu durumun kesici takım ömrü
üzerine olumlu etkisi olduğu tespit edilmiştir. Frezelemede; talaş formu
üzerine kesme hızının, kesme ortamından daha belirleyici etkisi olduğu
belirlenmiştir. Tornalama testlerinde; kaplamalı ve kaplamasız kesici
uçların her ikisinin kullanımında ilerleme hızının yüzey pürüzlülük değeri
üzerine en etkili parametre olduğu tespit edilmiştir. Artan ilerleme hızı ile
ortalama yüzey pürüzlülüğü artarken; artan kesme hızı ile azalmış; artan kesme
derinliği ile fazla değişmemiştir. Kesme hızı arttıkça kesici uçlarda aşınma
artmıştır. Kesici takımın kesme kenarı ve yan yüzeyinde sürtünme aşınması ile
serbest yüzey aşınması oluşmuştur.