AISI 304 paslanmaz çeliğinin tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş morfolojisinin araştırılması

Yükleniyor...
Küçük Resim

Tarih

2024-12-16

Dergi Başlığı

Dergi ISSN

Cilt Başlığı

Yayıncı

Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Erişim Hakkı

info:eu-repo/semantics/openAccess

Özet

Bu deneysel tez çalışmasında, AISI 304 paslanmaz çeliğinin kesme parametreleri (kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliği) ve kesici takım ısıl işlem türü (kriyojenik ısıl işlem) şartlarına bağlı olarak Taguchi deney tasarımı dizilimine göre tornalama deneyleri yapılmıştır. Kesme parametreleri; 80 - 100 ve 120 m/dk kesme hızı, 0,15-0,20 ve 0,25 mm/dev ilerleme ve 1- 1,5 ve 2 mm talaş derinliği olarak seçilmiştir. İşleme deneylerinde kullanılan kesici takıma -196 °C derecede ısıl işlem uygulanmıştır. Buna bağlı olarak kesici takım ısıl işlem türü olarak kriyojenik ısıl işlem uygulanmış ve uygulanmamış olarak kullanılmıştır. Tornalama deneyleri deney tasarım yöntemlerinden biri olan Taguchi mixed L36 (2^1 3^3) tasarımına göre gerçekleştirilmiştir. Burada (2^1) kesici takım ısıl işlemi, (3^3) ise kesme parametrelerini temsil etmektedir. Taguchi deney tasarımı dizilimine göre gerçekleştirilen deneylerde iş parçasının yüzeyinden ölçümler alınmıştır. Bu ölçümler iş parçasının yüzeyinin üç farklı noktasından ölçülerek ortalamaları alınarak hesaplanmıştır. Tornalama deneyleri sonucunda oluşan talaşlar toplanarak talaş morfolojileri karşılaştırılmıştır. Kesici takım ömrü sabit talaş hacmine göre karşılaştırılmıştır. Kesici takım ömrü deneyleri sabit talaş derinliği, kesme hızı ve ilerlemede yapılmıştır. Hem kriyojenik işlem görmüş hem de görmemiş kesici takımların aşınma şartları tezgâh kapasitesi göz önünde bulundurularak kesme hızı 100 m/dk, ilerleme 0,25 mm/dev ve talaş derinliği 2 mm olarak seçilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü açısından elde edilen deney sonuçları Taguchi analizi ile değerlendirildiğinde, kriyojenik ısıl işlem görmüş kesici takımla işlenmiş iş parçalarının yüzey pürüzlülüğü değerleri ısıl işlem görmemiş takımla işlenmiş iş parçasınınkine göre daha düşük çıkmıştır. Optimum yüzey pürüzlülüğü için elde edilen işleme parametreleri ise kriyojenik ısıl işlem görmüş kesici takım, 100 m/dk kesme hızı, 0,15 mm/dev ilerleme ve 1 mm talaş derinliğinde elde edilmiştir. Taguchi sinyal/gürültü oranlarına göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili parametrenin ilerleme olduğu görülmüştür. Bunu sırayla talaş derinliği, ısıl işlem şartı ve kesme hızı takip etmiştir. Ayrıca, kriyojenik işlem uygulanmış ve uygulanmamış kesici takımların SEM görüntüleri ve iş parçasından elde edilen talaşların morfolojisi analiz edilmiştir. Elde edilen SEM analizlerine göre kriyojenik ısıl işlem görmüş kesici takımın aşınması herhangi bir ısıl işlem görmemiş kesici takıma göre daha az aşındığı görülmüştür.
In this experimental thesis study, turning experiments were carried out according to the Taguchi experimental design sequence depending on the cutting parameters (cutting speed, feed and depth of cut) and cutting tool heat treatment type (cryogenic heat treatment) conditions of AISI 304 stainless steel. Cutting parameters were selected as 80 - 100 and 120 m/min cutting speed, 0.15-0.20 and 0.25 mm/rev feed and 1- 1.5 and 2 mm depth of cut. The cutting tool used in the machining experiments was subjected to heat treatment at -196 °C degrees. Accordingly, the cutting tool was used as heat treatment type with and without cryogenic heat treatment. Turning experiments were carried out according to Taguchi mixed L36 (2^1 3^3) design, which is one of the experimental design methods. Here (2^1) represents the cutting tool heat treatment and (3^3) represents the cutting parameters. In the experiments carried out according to Taguchi experimental design sequence, measurements were taken from the surface of the workpiece. These measurements were calculated by measuring from three different points of the workpiece surface and taking their averages. The chips formed as a result of turning experiments were collected and chip morphologies were compared. Cutting tool life was compared according to constant chip volume. Cutting tool life experiments were carried out at constant depth of cut, cutting speed and feed. Considering the wear conditions and machine capacity of both cryogenically treated and untreated cutting tools, cutting speed was selected as 100 m/min, feed as 0.25 mm/rev and cutting depth as 2 mm. When the experimental results obtained in terms of surface roughness were evaluated with Taguchi analysis, the surface roughness values of the workpieces processed with cryogenic heat-treated cutting tools were lower than those of the workpiece processed with untreated tools. The machining parameters obtained for optimum surface roughness were obtained with the cryogenic heat treated cutting tool, 100 m/min cutting speed, 0.15 mm/rev feed and 1 mm depth of cut. According to Taguchi signal/noise ratios, it was seen that the most effective parameter on surface roughness was feed. This was followed by depth of cut, heat treatment condition and cutting speed. In addition, SEM images of cutting tools with and without cryogenic treatment and the morphology of the chips obtained from the workpiece were analyzed. According to the SEM analyzes obtained, it was seen that the wear of the cryogenic heat treated cutting tool was less than that of the cutting tool without any heat treatment.

Açıklama

Anahtar Kelimeler

AISI 304, SEM Analizi, Takım Aşınması, Talaş Morfolojisi, Taguchi Tasarımı, Yüzey Pürüzlülüğü, Chip Morphology, SEM Analysis, Surface Roughness, Taguchi Design, Tool Wear

Kaynak

WoS Q Değeri

Scopus Q Değeri

Cilt

Sayı

Künye

Abik, B. (2024). AISI 304 paslanmaz çeliğinin tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş morfolojisinin araştırılması. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Batman.