MİKROALAŞIMLI ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN TAKIM

ÖMRÜ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN

DEĞERLENDİRİLMESİ

Sadi ŞAN

YÜKSEK LİSANS TEZİ

MAKİNE EĞİTİMİ

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ŞUBAT 2007

ANKARA

Sadi ŞAN tarafından hazırlanan MİKROALAŞIMLI ÇELİKLERİN

İŞLENEBİLİRLİĞİNİN TAKIM ÖMRÜ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ

AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ adlı bu tezin YÜKSEK LİSANS tezi

olarak uygun olduğunu onaylarım.

Prof.Dr. Mahmut GÜLESİN

Tez Yöneticisi

Bu çalışma jürimiz tarafından oy birliği ile Makine Eğitimi Bölümü Ana Bilim

Dalında Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.

Başkan : Prof.Dr. Ulvi ŞEKER

Üye : Prof.Dr. Mahmut GÜLESİN

Üye : Doç.Dr. Ferhat GÜL

Üye : Yrd.Doç.Dr. Abdulkadir GÜLLÜ

Üye : Yrd.Doç.Dr. Hakan DİLİPAK

Tarih : 01/02/2007

Bu tez Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kurallarına uygundur.

TEZ BİLDİRİMİ

Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde

edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu

çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.

Sadi ŞAN

iv

MİKROALAŞIMLI ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN TAKIM

ÖMRÜ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN

DEĞERLENDİRİLMESİ

Yüksek Lisans Tezi

Sadi ŞAN

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Şubat 2007

ÖZET

Bu çalışmada orta karbonlu vanadyum mikroalaşımlı (38MnVS5) çeliğin

işlenebilirlik özellikleri; takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğü kriterleri

açısından değerlendirilmiştir. Kesici uç olarak Mitsubishi SNMG-MS

120408 kodlu, P20 kaplamasız UTi20T, PVD yöntemi ile kaplanmış (Al,Ti)N

koruyucu katmanlı VP15TF ve CVD yöntemi ile kaplanmış TiCN/Al2O

3/TiN

koruyucu katmanlı UC6010 karbür kesici uçlar kullanılmıştır. Deneylerde

kullanılan kesme parametreleri; kesme hızı 150-200-250-300-400 m/min,

ilerleme hızı 0,15-0,25-,035 mm/rev ve 2,5 mm sabit kesme derinliği

kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; tüm kesici takımlar için, kesme

hızının düşmesiyle, takım ömrü belirgin bir şekilde artmıştır. PVD yöntemi

ile kaplanmış (Al,Ti)N koruyucu katmanlı VP15TF kesici takım, tüm

takımların kullanıldığı 150 m/min kesme hızı değerinde diğer kesici

takımlara göre daha yüksek takım ömrü sergilemiştir. VP15TF ve UC6010

kesici takımlarda krater aşınması gözlenmez iken, yan yüzeyde aşınma

kriterine ulaşıncaya kadar düzenli bir aşınma gözlenmiş, kesici burnunda ve

yardımcı kesici kenara yakın yerlerde aşınmalar oluşmuştur. 0,35 ilerleme

değerinde ve yüksek kesme hızlarında UC6010 kesici takımda ilaveten

plastik deformasyon gözlenmiştir. En iyi yüzey pürüzlülüğünün elde

v

edildiği 250 m/min kesme hızında kullanılan kesici uçların çeşidine göre; en

iyi yüzey pürüzlülüğü PVD yöntemi ile kaplanmış (Al,Ti)N koruyucu

katmanlı VP15TF kesici takımla (0,73µm) elde edilmiştir. İlerlemenin yüzey

pürüzlülüğüne etkisinin kesme hızından daha önemli olduğu sonucuna

varılmıştır. ilerleme ile yüzey pürüzlülüğü arasında doğru orantılı bir ilişki

vardır. İlerlemenin artmasıyla, yüzey pürüzlülüğü de artmıştır. Kesme hızı

ile yüzey pürüzlülüğü arasındaki ilişki 250 m/min kesme hızına kadar ters

orantılı bu hızdan sonra doğru orantılı olarak gelişmektedir.

Bilim Kodu :708.3.028 Anahtar Kelimeler :Mikroalaşımlı çelik, işlenebilirlik, takım aşınması, yüzey

pürüzlülüğü Sayfa Adedi :133 Tez Yöneticisi :Prof. Dr. Mahmut GÜLESİN

iv

MİKROALAŞIMLI ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN TAKIM

ÖMRÜ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN

DEĞERLENDİRİLMESİ

Yüksek Lisans Tezi

Sadi ŞAN

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Şubat 2007

ÖZET

Bu çalışmada orta karbonlu vanadyum mikroalaşımlı (38MnVS5) çeliğin

işlenebilirlik özellikleri; takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğü kriterleri

açısından değerlendirilmiştir. Kesici uç olarak Mitsubishi SNMG-MS

120408 kodlu, P20 kaplamasız UTi20T, PVD yöntemi ile kaplanmış (Al,Ti)N

koruyucu katmanlı VP15TF ve CVD yöntemi ile kaplanmış TiCN/Al2O

3/TiN

koruyucu katmanlı UC6010 karbür kesici uçlar kullanılmıştır. Deneylerde

kullanılan kesme parametreleri; kesme hızı 150-200-250-300-400 m/min,

ilerleme hızı 0,15-0,25-,035 mm/rev ve 2,5 mm sabit kesme derinliği

kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; tüm kesici takımlar için, kesme

hızının düşmesiyle, takım ömrü belirgin bir şekilde artmıştır. PVD yöntemi

ile kaplanmış (Al,Ti)N koruyucu katmanlı VP15TF kesici takım, tüm

takımların kullanıldığı 150 m/min kesme hızı değerinde diğer kesici

takımlara göre daha yüksek takım ömrü sergilemiştir. VP15TF ve UC6010

kesici takımlarda krater aşınması gözlenmez iken, yan yüzeyde aşınma

kriterine ulaşıncaya kadar düzenli bir aşınma gözlenmiş, kesici burnunda ve

yardımcı kesici kenara yakın yerlerde aşınmalar oluşmuştur. 0,35 ilerleme

değerinde ve yüksek kesme hızlarında UC6010 kesici takımda ilaveten

plastik deformasyon gözlenmiştir. En iyi yüzey pürüzlülüğünün elde

vii

that the effect of the feed rate on the surface roughness is more important than

the cutting speed. There is a proportional relation between feed rate and surface

roughness. The surface roughness increased with the increasing of the feed rate.

The relation between cutting speed and surface roughness was inversly

proportional until 250 m/min, but after this cutting speed it was proportional.

Science Code :708.3.028 Key Words :Microalloyed steel, machinability, tool wear, surface

roughness Page Number :133 Adviser :Prof. Dr. Mahmut GÜLESİN

viii

TEŞEKKÜR

Çalışmalarım boyunca değerli yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren hocam Prof.

Dr. Mahmut GÜLESİN’e yine kesici takımların temininde yardımlarından dolayı

hocam Prof. Dr. Ulvi ŞEKER’e ve atölye çalışmalarımda yardımcı olan Arş.Gör.

Mustafa GÜNAY’a ve manevi destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan

çok değerli eşime teşekkürü bir borç bilirim.

ix

İÇİNDEKİLER

Sayfa

ÖZET .................................................................................................................... iv ABSTRACT .......................................................................................................... vi TEŞEKKÜR ......................................................................................................... viii İÇİNDEKİLER...................................................................................................... .ix ÇİZELGELERİN LİSTESİ ................................................................................... xiii ŞEKİLLERİN LİSTESİ .........................................................................................xiv SİMGELER VE KISALTMALAR ...................................................................... xvii 1. GİRİŞ ................................................................................................................ 1 2. LİTERATÜR TARAMASI ................................................................................ 3 3. MİKROALAŞIMLI ÇELİKLER........................................................................ 14

3.1. Mikroalaşımlı Çeliklerin Tanımı ................................................................. 14 3.2. Mikroalaşımlı Çeliklerin Gelişimi ............................................................... 14 3.3. Mikroalaşımlı Çeliklerin Üretim Çeşitleri ve Aşamaları .............................. 16

3.3.1. Yassı ürünler .................................................................................... 16 3.3.2. Mikroalaşımlı boru çelikleri.............................................................. 20 3.3.3. Dövme ürünler.................................................................................. 21

3.4. Mikroalaşım Elementleri............................................................................. 25

3.4.1. Mikroalaşım elementlerinin rolü ....................................................... 26 3.4.2. Mikroalaşım çökeltilerinin etkileri .................................................... 32

3.5. Mikroalaşımlı Çeliklerde Dayanım Arttırıcı Mekanizmalar ......................... 35

3.5.1.Tane boyutunu küçültme.................................................................... 36 3.5.2.Çökelme sertleşmesi .......................................................................... 37

x

Sayfa 4. TALAŞ KALDIRMANIN ESASLARI .............................................................. 39

4.1. Metal Kesme Mekaniği ............................................................................... 39

4.1.1.Talaş kaldırma teorileri ...................................................................... 39

4.2. Talaş Oluşumu ve Geometrisi ..................................................................... 40

4.2.1. Talaş oluşumu................................................................................... 40 4.2.2 Talaş tipleri........................................................................................ 41 4.2.3.Talaş şekilleri .................................................................................... 43

4.3. Talaş Kaldırmada Isı Oluşumu ve Sıcaklık Dağılımı ................................... 44 4.4. Takım Aşınması .......................................................................................... 46

4.4.1. Aşınma mekanizmaları ..................................................................... 46 4.4.2. Takım aşınma tipleri ......................................................................... 49

4.5. Yüzey Pürüzlülüğü...................................................................................... 51

4.5.1. İdeal yüzey pürüzlülüğü.................................................................... 52 4.5.2. Doğal yüzey pürüzlülüğü .................................................................. 53

5. İŞLENEBİLİRLİK VE İŞLENEBİLİRLİĞİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER......... 55

5.1. İşlenebilirlik ................................................................................................ 55

5.1.1. İş parçası malzeme özelliklerinin etkisi............................................. 57 5.1.2. Malzemenin kimyasal yapısı, asıl işlem ve alaşım elementleri .......... 61

5.2. İşlenebilirliğin Ölçülmesi ............................................................................ 64 6. MALZEME VE METOT ................................................................................... 67

6.1. Malzeme ..................................................................................................... 67

6.1.2. Kimyasal bileşim .............................................................................. 67

xi

Sayfa 6.1.3. Malzemenin mekanik özellikleri ....................................................... 67 6.1.4. Malzemenin mikro yapısı.................................................................. 68 6.1.5 Numunelerin hazırlanması ................................................................. 68 6.1.6. Kesici takım ve takım tutucu seçimi.................................................. 69

6.2. Metot ........................................................................................................ 70

6.2.1. Kesme parametrelerinin seçimi ......................................................... 70 6.2.2. Takım ömrü için ön deneylerin yapılması ......................................... 71 6.2.3. Deneysel teknikler ............................................................................ 71 6.2.4. Takım ömrü deneyinin yapılması ...................................................... 72 6.2.5. Yanak aşınmasının ölçülmesi............................................................ 72 6.2.6. Yüzey pürüzlülüğünün ölçülmesi...................................................... 73

7. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA............................................................ 74

7.1. Değerlendirme Esasları ............................................................................... 74 7.2. Kesme Hızı – Takım Ömrü İlişkisi (V-T).................................................... 94 7.3 Kaldırılan Talaş Hacmi – Takım Ömrü İlişkisi .......................................... ..81 7.4 Yüzey Pürüzlülüğünün Değerlendirilmesi ................................................. ..86

7.4.1. Kesme hızının yüzey pürüzlülüğüne etkisi ...................................... ..86 7.4.2. İlerlemenin yüzey pürüzlülüğüne etkisi........................................... ..92

8. SONUÇ VE ÖNERİLER ................................................................................. ..94

8.1. Sonuçlar.................................................................................................... ..94 8.2. Öneriler .................................................................................................... ..95

KAYNAKLAR.................................................................................................... ..97

xii

Sayfa EKLER................................................................................................................ 102 EK-1 Takım aşınması – takım ömrü verileri......................................................... 103 EK-2 Yüzey pürüzlülük değerleri verileri............................................................. 124 ÖZGEÇMİŞ......................................................................................................... 133

xiii

ÇİZELGELERİN LİSTESİ

Çizelge Sayfa Çizelge 3.1. EN 10267’de bulunan kaliteler ve kimyasal analizleri......................... 24 Çizelge 3.2. Çökelme mekanizmasıyla sertleşen ferritik-perlitik çelikler

(SEW101)........................................................................................... 37 Çizelge 6.1. 38MnVS5 mikroalaşımlı çeliğin kimyasal bileşimi............................. 67 Çizelge 6.2. Mekanik özellikleri............................................................................. 67 Çizelge 6.3. Kullanılan kesici uç ve özellikleri....................................................... 69 Çizelge 6.4. Kesme şartları .................................................................................... 70 Çizelge 7.1. Yüzey pürüzlülük değerleri................................................................. 86

xiv

ŞEKİLLERİN LİSTESİ

Şekil Sayfa Şekil 3.1. Mikroalaşımlı çelik üretim işlemi ........................................................... 15 Şekil 3.2. Çeşitli mikroalaşım çeliklerinin tane büyüme karakteristikleri ................ 16 Şekil 3.3. Kontrollü haddelemenin etkisi................................................................ 17 Şekil 3.4. Kontrollü haddeleme aşamaları ve östenit tanelerinin değişimleri.............18 Şekil 3.5. Ferrit tane boyutu ile dönüşüm sıcaklığı arasındaki ilişki........................ 19 Şekil 3.6. Mikroalaşımlı çelikler ile ıslah çeliklerinin dövme sonrası

Aşamaları ............................................................................................... 20 Şekil 3.7. Ferrit tane ve perlit hacim oranının soğuma hızına göre değişimi............ 21 Şekil 3.8. 38MnSiVS5 kalite mikroalaşım çeliğinin 900˚C normalizasyon

sonrası mekanik değerlerdeki değişim.................................................... 22 Şekil 3.9. Mikroalaşım elementlerinin çeliğe etkileri.............................................. 25 Şekil 3.10. Niobyumun çeliğin mikro yapısına etkisi............................................. 26 Şekil 3.11. Ti’un mikroalaşım çeliklerinin dönüşümü ve yapısı üzerine

etkileri .................................................................................................. 27 Şekil 3.12. Vanadyumun mikroalaşımlı çeliklerin dönüşümü ve yapısı

üzerine etkisi ....................................................................................... 29 Şekil 3.13. Çeliğin mikro yapısı üzerinde mikroalaşım çökeltilerinin etkileri ......... 31 Şekil 3.14. Mikroalaşım elementlerinin oluşturdukları bileşikler ............................ 32 Şekil 3.15. Soğuma süresince dönüşüm sıcaklığına bağlı olarak mikroalaşım

karbonitrürlerinin oluşması ................................................................... 33 Şekil 3.16. Çeşitli sertleştirme mekanizmalarının akma dayanımına etkisi.............. 34 Şekil 3.17. Mikroalaşımlı çeliklerde uygulanan sertleştirme

mekanizmalarının mekanik özelliklere etkisi ........................................ 35 Şekil 3.18. Nb, V ve Ti çökeltilerinin boyut ve hacimsel oranının çökelme

sertleşmesine etkisi ............................................................................... 36

xv

Şekil Sayfa Şekil 3.19. Çökelti tanesi ile dislokasyonun etkileşimi ........................................... 37 Şekil 4.1. Talaş oluşum modeli a) Talaş oluşumunda kart modeli b) Dik kesmenin şematik gösterimi......................................................... 40 Şekil 4.2. Talaş tipleri a) Sürekli Talaş b) Kesintili Talaş c) Yığıntı Talaş .............. 41 Şekil 4.3. Talaş şekilleri ve işlenebilirlik etkisi....................................................... 43

Şekil 4.4. İşlenen malzemeyle ilişkili olarak talaş tipi oluşumu .............................. 44 Şekil 4.5. Dik kesmede ısı oluşumu........................................................................ 45 Şekil 4.6. Dik kesmede talaş ve iş parçası arasındaki sıcaklık dağılımı ................... 45 Şekil 4.7. Talaş kaldırmada temel aşınma mekanizmaları ....................................... 47 Şekil 4.8. Yanak aşınması, krater aşınması ve analizi için bölgeler......................... 51 Şekil 4.9. Yuvarlak uçlu bir takım için oluşan yüzey pürüzlülüğü .......................... 52 Şekil 4.10. Tanımlanmış bir yüzey yapısının esas parametreleri ............................. 53 Şekil 5.1. Malzemelerdeki karbon oranının mekanik özelliklere etkisi.................... 57 Şekil 5.2. Çekme dayanımı (TS) ile sertlik (HB) ve süneklik

(D) arasındaki ilişki ................................................................................ 58 Şekil 5.3. Termal iletkenlik (TC) ile işlenebilirlik değeri (M) arasındaki

ilişki....................................................................................................... 59 Şekil 5.4. Zaman aşınma miktarı eğrileri a) Yan yüzey aşınması için

b) Krater aşınması için ........................................................................... 66 Şekil 6.1. Deney numunesinin mikroyapısı ............................................................ 68 Şekil 6.2. Deney numunesi..................................................................................... 69 Şekil 6.3. Deneylerde kullanılacak takım tutucu..................................................... 70 Şekil 6.4. Kesici ucun yanak aşınmasının ölçülmesi ............................................... 73 Şekil 7.1. UTİ20T kesici uca ait takım ömrü-kesme hızı ilişkisi (V-T) ................... 75 Şekil 7.2. UC6010 kesici uca ait takım ömrü-kesme hızı ilişkisi (V-T)................... 77

xvi

Şekil Sayfa Şekil 7.3. VP15TF kesici uca ait takım ömrü-kesme hızı ilişkisi (V-T)................... 79 Şekil 7.4. UTİ20T kesici uca ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi............. 81 Şekil 7.5. UC6010 kesici uca ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi ............ 82 Şekil 7.6. VP15TF kesici uca ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi ............ 83 Şekil 7.7. Kesici uçların tümüne ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi ....... 84 Şekil 7.8. f=0,15 mm/dev ilerleme değerinde oluşan Ra yüzey pürüzlülüğü ........... 87 Şekil 7.9. f=0,25 mm/dev ilerleme değerinde oluşan Ra yüzey pürüzlülüğü ........... 88 Şekil 7.10. f=0,35 mm/dev ilerleme değerinde oluşan Ra yüzey pürüzlülüğü ......... 89 Şekil 7.11. İlerleme değerlerinin tamamı için kesme hızına bağlı – Ra yüzey

pürüzlülüğü ilişkisi ............................................................................... 90 Şekil 7.12. 250 m/dak. kesme hızında ilerleme – Ra yüzey pürüzlülüğü

ilişkisi................................................................................................... 92

xvii

SİMGELER VE KISALTMALAR

Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte

aşağıda sunulmuştur.

Simgeler Açıklama

Al2O3 Alüminyumoksit AlN Alüminyumnitrür Ct Taylor sabiti f İlerleme hızı (mm/rev) FeO Demiroksit KB Krater genişliği (mm) KM Krater merkezinin uca uzaklığı (mm) KT Krater derinliği (mm) MnO Manganoksit MnS Mangansülfür NbC Niobyumkarbür NbCN Niobyumkarbonitrür NbN Niobyumnitrür Qm İkinci deformasyon bölgesi boyunca sürtünmeli ısı

oluşumu (oC) Qmax Maksimum ısı (oC) Qo İş parçası başlangıç sıcaklığı (oC) Qs Birincil deformasyon bölgesi boyunca geçen

malzemedeki sıcaklık artışı (oC)

xviii

Simgeler Açıklama

rε Kesici uç yarıçapı (mm) Ra Ortalama yüzey pürüzlülüğü (µm) Rmax Maksimum yüzey pürüzlülüğü (µm) T Takım ömrü (dak) TiN Titanyumnitrür tc Oluşan talaş kalınlığı (mm) to Talaş derinliği (mm) V Kesme hızı (m/min) VC Vanadyumkarbür VCN Vanadyumkarbonitrür VN Vanadyumnitrür VB Yanak aşınması (mm) Vc Talaş uzaklaşma hızı (m/min) Φ Kesme açısı (o) α Kesici takım talaş açısı (o)

Kısaltmalar Açıklama

BSD Bilgisayar sayısal denetim BUE Bult-Up-Edge (Yığma kenar) CEN European Standardization Committee (Avrupa

Standartlar Komitesi) CVD Chemical Vapor Deposition (Kimyasal Buhar

Çökertme)

xix

Kısaltmalar Açıklama

DMA Dövme Mikro Alaşımlı Çelikler EN 10267 Çökelme Sertleşmeli Ferritik-Perlitik Çelikler’in

standardı HB Brinel Sertlik Değeri HSLA Hight Strenght Low Alloy (Yüksek Dayanım Düşük

Alaşım) ITAB Isının Tesiri Altında Kalan Bölge PVD Physical Vapor Deposition (Fiziksel Buhar Çökertme ) SEM Scanning Electron Microscope (Tarama Elektron

Mikroskobu) TS Türk Standartları YDDA Yüksek Dayanımlı Düşük Alaşımlı YT Yığıntı Talaş

1

1. GİRİŞ

Teknolojik gelişmelerle birlikte; teknolojinin gereksinimi olan araç, gereç ve

malzemelerinin üretiminde de buna bağlı olarak gelişmeler olmaktadır. Son yüzyılda

çelik metalurjisinde, teknolojik gelişmelere paralel olarak çok önemli gelişmeler

olmuştur. Mikroalaşımlı çelikler, yüksek mukavemet, tokluk ve iyi kaynak

edilebilirlik kabiliyeti gibi özellikleri nedeniyle otomotiv sektöründen bina yapımına

kadar çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Mikroalaşım çeliklerinde bulunan

vanadyum, niobyum, titanyum, boron ve alüminyum gibi elementlerin oluşturdukları

karbonitrürler tane büyümesini, dislokasyonların hareketini ve yeniden kristalleşmeyi

engelleyerek, çeliğin dayanımını artırmaktadır.

Mikroalaşımlı çeliklerin üretimi esnasında, kimyasal bileşim ayarlamalarında karbon,

fosfor gibi elementler, ağırlıkça % oranları mümkün olduğunca düşük tutularak,

şekillendirebilirlik kabiliyeti özelliğini azaltmadan, çökelme ve tane boyutunu

küçültme mekanizmaları kullanılarak dayanım artışını sağlamaktadır.

En çok kullanılan mikroalaşım elementleri vanadyum, niobyum, alüminyum ve

titanyumdur. Bu elementler çeliğe % 0,10 - 0,20 ağırlık mertebesinde tek olarak ya

da değişik kombinasyonlar dahilinde ilave edilmektedir. Mikroalaşımlamanın amacı

dayanım, tokluk, şekillendirebilirlik ve kaynak kabiliyeti gibi özelliklerde ısıl

işlemlere gerek kalmaksızın pahalı alaşım elementlerinden tasarruf ederek çelik

üretimini mümkün olduğunca ekonomik olarak gerçekleştirmektir.

Yapılan literatür araştırmalarında, düşük veya orta karbonlu mikroalaşımlı çeliklerin

işlenebilirliğinin, takım ömrü ve yüzey pürüzlülüğü açısından detaylı olarak

araştırılmadığı görülmüştür. Bu nedenle gerçekleştirilen bu çalışmada, orta karbonlu

mikroalaşımlı çeliklerin işlenebilirlikleri, takım ömrü ve yüzey pürüzlülüğü kriterleri

araştırılarak bir değerlendirme yapılmıştır. Bu işlem için çap/boy oranı 1/10

değerinden daha az olacak şekilde temin edilen mikroalaşımlı çelikler üzerinde,

bilgisayarlı sayısal denetimli torna tezgahında karbür kesici takımlar kullanılarak

2

işlenebilirlik deneyleri yapılmıştır. Kullanılan işlenebilirlik parametreleri, kesici

takımın uç yarıçapına bağlı olarak TS 10329’da önerilen uygun ilerleme hızı

aralığında ve uygun talaş derinliğinde, kesici takım üreticisi firma tarafından önerilen

ilerleme hızı, kesme hızı ve talaş derinliği miktarları dikkate alınarak seçilmiştir.

İşlenebilirlik deneyleri sonucunda kesici takım aşınmaları, optik mikroskop

kullanılarak ölçümler yapılmıştır. Yüzey pürüzlülük ölçüm cihazı kullanılarak

işlenen yüzeylerin yüzey pürüzlülük değerleri tespit edilmiştir. Elde edilen

işlenebilirlik verileri değerlendirilerek, mikroalaşımlı çeliklerin karbür kesici

takımlardan en iyi şekilde faydalanarak işlenebilmeleri için gerekli optimum kesme

parametrelerinin tespiti gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen

grafiklere uygulanan, polinom benzeştirme işlemiyle oluşturulan grafikler ve buna

bağlı denklemler. Denenmeyen kesme hızı ve ilerleme değerleri içinde çok rahat

kullanılabileceğini göstermiştir. Bu polinom denklemlerinin çıkarılmasıyla, grafik

olmadan da çok küçük sapmalarla, bu eşitliklerin takım ömrü ve yüzey pürüzlülüğü

değerlerinin tespitinde kullanılabileceğini göstermiştir.

3

2. LİTERATÜR TARAMASI

Çemtaş, İşlenebilirliğin artırılması için % 0,020-0,060 arasında S ilavesi yapılmış

ferrit-perlit yapıdaki mikroalaşımlı çelik ile 42CrMoS4 çeliğinin işlenebilirliğini

kıyaslamıştır. Aynı miktarda kesici uç aşınması ve talaş kaldırma miktarı dikkate

alındığında; 42CrMoS4 çelikte kesme hızı 30-40 m/min mikroalaşımlı çelikte 65-80

m/min olduğu ve mikroalaşımlı çeliklerin kesme hızının daha fazla olduğu

gözlemlenmiştir [1].

Davis ve arkadaşları, orta karbonlu Ti-V-N ve V-N mikroalaşımlı ferritik-perlitik ve

bainitik dövme çeliklerinin kırılma davranışları üzerine yaptıkları çalışmada,

mikroyapının Cr ve Ca eklenmiş veya eklenmemiş, orta karbonlu Ti-V-N ve V-N

mikroalaşımlı kükürtlendirilmiş dövme çeliklerinin gerilme ve darbe davranışı

%75’e kadar haddeleme işleminden önce ve sonra kararlı halde olduğunu

belirtmişlerdir. Eklenen titanyumun östenit’in tane büyüklüğünü incelttiği, kaba

haldeki (Ti,V)(C,V) parçacıklarının oluşmasını sağladığı ve eklenen titanyumun ısı

geçişi ile tokluğu düşürdüğü gözlemlenmiştir. Sünek kırılmadaki değişimin kalıntı

boyutunun ayrımı (Ca eklenmesiyle) ile kararlı hale gelen üst enerji seviyesini

etkilemediğini, kalıntı boyutu ve şekli (Ca eklenmesi ve dövülmesiyle modifiye

edilir) daha alt seviyeye haddelenerek elde edildiğini belirtmişlerdir. Cr eklenmesi ile

çeliğin sertleşebilirliğinin artması, mikroyapıda ferrit ve perlit yerine beynit

oluşumuna neden olduğunu, beynitin küçük bir bölümü (%7) dayanıklılık seviyesinin

artmasını desteklediğini, bununla beraber geri kalan büyük bir bölümü (%83) gerilme

dayanıklılığının artmasında fazla etkili olmadığını ve dayanıklılık direncini

azalttığını gözlemlemişlerdir. Beynit miktarının, çeliklerin kırılma özelliklerinin

kalıntı boyutu ve şeklinin diğer mikroyapısal özellikleri üzerindeki baskın etkisini

etkilemediğini gözlemlemişlerdir [2].

Ollilainen ve arkadaşları, orta karbonlu vanadyum mikroalaşımlı dövme çeliklerin

işlenebilirliğini ıslah çeliklerinkiyle karşılaştırmışlardır. Her iki çeliğin işlenebilirliği

(farklı mikroyapılarına rağmen) Bilgisayar Sayısal Denetimli (BSD) torna tezgahında

tornalama, frezeleme, delme ve delik içi vida açma gibi geleneksel metotlarla

4

yapılmıştır. Mikroalaşımlı çelikte derin delik delmede problemler oluştuğunu, ancak

bu problemlerden metalurjik araçlarla ya da kesme parametrelerindeki değişikliklerle

kaçınmanın mümkün olabileceğini söylemişlerdir [3].

Sampei ve arkadaşları, tarafından ısıl işlem uygulanmadan sıcak haddelenmiş

bileşenler için mikroalaşımlı çeliklerin işlenebilirliği, tornalama ve delme

işlemlerinde araştırılmışlardır. Ferririt-perlitik mikroalaşımlı çeliklerin tornalamadaki

işlenebilirliğinin ıslah çelikleri ile aynı seviyede olduğunu ve yığıntı talaşının

oluşumundaki farklılığına göre ferritik-perlitik mikroalaşımlı çeliklerin delinebilirliği

ıslah çeliklerinden üstün olduğunu gözlemlemişlerdir. Düşük karbonlu beynitik

mikroalaşımlı çeliklerin tornalamadaki işlenebilirliği ise, bu çeliklerin karbür oranı

ıslah çeliklerininkinden daha az olduğu için üstün olduğunu, ancak düşük karbonlu

beynitik mikroalaşımlı çeliklerin delinebilirliğinin MnS oranı ıslah çeliklerinkinden

daha az olduğu için; ıslah çeliklerinin delinebilirliğinin daha iyi olduğunu

belirtmişlerdir [4].

Matsushima ve arkadaşları, mikroalaşımlı çeliklerin işlenmesinde kullanılan

matkapların takım ömürlerini arttırma metotlarını araştırmışlardır. Islah çeliğinin

işlenmesine kıyasla, mikroalaşımlı çeliğin işlenmesinde kesici kenardaki aşınmayı,

matkabın bilenmesine rağmen tamamen kaldırmak mümkün olmadığını

belirtmişlerdir. Delmedeki küçük genleşmeler yüzünden kesici kenarda büyük

aşınmalar oluştuğunu bunun sebebini, mikroalaşımlı çeliğin tokluğundaki azalmaya

atfetmişlerdir. Düşük karbonlu mikroalaşımlı çelikte yüksek tokluğun oluşması

nedeni ile aşınma direnci daha yüksek matkapların kullanılmasıyla, takım ömründe

artma olacağını söylemişlerdir [5].

Bhattacharya, çalışmasında orta karbonlu bir mikroalaşımlı çeliğin işlenebilirliğini

değerlendirmiştir. Sonuçları aynı sertlikte temperlenmiş alaşımlı bir çelikte

bulunanlarla karşılaştırılmıştır. İşlenebilirlik bütün yüksek hız çeliği takımlarla

sürekli tornalama testi, vargelleme testi ve delme testi kullanılarak

değerlendirilmiştir. Sonuçta tornalamada, mikroalaşımlı çelik en az temperlenmiş

alaşımlı çeliğe eşdeğer, vargelleme ve delmede ise daha iyi sonuç vermiştir. Talaş

5

oluşum sürecinde mikroalaşımlı çelik talaş kalınlığının farklı koşullarında kesintili

talaş oluşumunun gözlendiğini bütün bunlar işlenebilirlikte iyileşmeyi sağladığını

söylemiştir [6].

Ollilainen ve arkadaşları, yüksek dayanımlı orta karbonlu mikroalaşımlı çeliklerin

işlenebilirliği ve mekanik özellikleri üzerine yaptıkları çalışmada; yüksek dayanımlı

(gerilme mukavemeti 900 N/mm2 üzerinde) vanadyum mikroalaşımlı çeliklerin

mukavemetini arttırmada en etkili elementlerin krom ve manganez olduğunu, Cr +

Mn alaşımlı çeliğin küçük V(C,N) karbür ve nitrürler sayesinde yüksek dayanım

gösterdiğini belirtmişlerdir. Darbe, gerilme ve yorulma mekanik testlerinin iyi sonuç

verdiğini, mikroalaşım ve ıslah çeliklerinin mekanik özelliklerinin esas itibariyle eşit

olduğunu söylemişlerdir. İstisnai durum olarak mikroalaşımlı çeliğin düşük darbe

dayanımı ve yüksek yorulma dayanımına sahip olduğunu belirtmişlerdir. Yüksek

dayanımlı mikroalaşımlı çeliklerin işlenebilirliği, ıslah çelikleri ile karşılaştırılmıştır.

Farklı bir etkinin derin delik delmede gözlendiğini ve işlenebilirliği geliştirmede

kalsiyum kullanımının düşünülebileceğini belirtmişlerdir [7].

Bhattacharya çalışmasında, çubuklar halindeki mikroalaşımlı çelikleri, belirli

haddeleme oranlarında değişik çaplarda haddelemiştir. Deneyleri tornalama, vargelde

işleme ve delme testleri ile gerçekleştirmiştir. İşlenebilirlik üzerinde düşük

haddeleme oranının olumsuz etkileri gözlemlenmiştir. Bazı durumlarda işlenebilirlik,

artan haddeleme oranıyla azalmıştır. Bunun sebebi yüksek haddeleme oranlı

çubukların az miktarda da olsa haddeleme sertleşmesine maruz kalmaları olarak

belirtilmiştir [8].

Davies ve arkadaşları, hava ile soğutulmuş dövme mikroalaşımlı çeliklerin yorulma

ve işlenebilirlik performansı ile ilgili yaptıkları çalışmada; bu çeliklerin işlenebilirlik

ve yorulma özelliklerinin uygun olduğunu gözlemlemişlerdir. Yorulma

özelliklerinin, östenit tane büyümesi öncesi pekleşmeden kaynaklandığını, ayrıca

statik dayanım seviyesine bağlı olmadığını belirtmişlerdir. İşlenebilirlik

çalışmalarında mümkün olduğunca zor işlenebilirliğin sülfür ve kalsiyum

6

modifikasyonlu bir alaşımlamayla, gerekli yüksek statik dayanım seviyelerinde

aşılabileceğini söylemişlerdir [9].

Ashraf ve arkadaşları, fiziksel buhar çökertme yöntemi (PVD) ile TiN kaplanmış

(T1) ve kimyasal buhar çökertme yöntemi (CVD) ile Ti(C,N)/TiC/Al2O3 kaplanmış

(T2) kesici uçların performansını değerlendirmek için, mikroalaşımlı bir çelik

kullanarak yaptıkları çalışmada; yüksek kesme hızları ve ilerleme oranın da gözlenen

etkin aşınma tipleri T1 için ikinci kesici kenarda kırılma ve T2 için aşırı burun

aşınması olarak gözlemlemişlerdir. T1 üzerindeki aşınma mekanizmaları, difüzyon

aşınması ve sürtünme aşınma mekanizmaları iken, T2 için çoğunlukla plastik

deformasyon olduğunu söylemişlerdir [10].

Winkler, çalışmasında, mikroalaşımlı, modifiye edilmiş, özel olarak işlenmiş, ticari

karbon çelikleri de dahil olmak üzere dokuz farklı çelik derecelendirmesinde delme

ve tornalama deneyleri yapmıştır. Kesici takım olarak HSS, kaplamasız ve kaplamalı

TiC-Al2O3 kesici takımlar kullanmıştır. Çeliklerin kontrollü soğutulması sonucu,

artırılmış kükürt içeriği veya özel oksijen giderme işlemiyle birlikte, çeliklerin

üretiminde bilhassa olumlu bir aşınma davranışına öncülük ettiğini tespit etmiştir

[11].

Reh ve arkadaşları, bor ile alaşımlanmış yeni kolay işlenebilen çelik

geliştirmişlerdir. Borun kesme kuvveti ve aşınmayı azaltması ve de daha uygun talaş

oluşumu nedeniyle, çeliğin işlenebilirliğini geliştirdiğini tespit etmişlerdir. Bor

alaşımlı kolay işlenebilen çeliklerin, otomatik tornalarda 70 ile 90 m/min kesme

hızlarında işlenebildiğini tespit etmişlerdir [12].

Inoue ve arkadaşı, orta karbonlu mikroalaşımlı dövme çeliklerin tokluğu üzerinde

karbon, manganez, krom ve vanadyum elementlerinin etkisini, mikroyapısal

gözlemlerle ve darbe test cihazı ile incelemişlerdir. Karbon, manganez ve krom

elementleri eklendiği zaman perlit alanının arttığını, diğer taraftan, manganez ve

krom elementlerinin artışı perlitin katmanlar arası boşluğu küçülttüğünü,

vanadyumun sertlik hariç mikroyapı üzerinde az miktarda etkili olduğunu, çatlak

7

aktivasyon enerjisinin katmanlar arası boşlukla ilgili olduğunu açıklamışlardır.

Çatlak yayılma enerjisi esasen ferrit alanı ve ferrit tokluğuyla ilgili olduğunu,

manganez ve kromun çatlak aktivasyon enerjisini arttırdığını, çatlak yayılma

enerjisini azalttığını ve sonuç olarak darbe değerlerini iyileştirdiğini, karbon ve

vanadyumun çatlak yayılma enerjisini etkilediğini ve her bir elementin sertlik için

karbon ve vanadyum içeriğinin en uygun kombinasyonundan oluştuğunu

söylemişlerdir [13].

Brandis ve arkadaşları, 1970’lerin başında Almanya’da presle şekillendirilerek

otomobil parçaları uygulamalarında kullanılmak için geliştirilen mikroalaşımlı orta

karbonlu çeliklerin, termomekanik davranışlar, dövme testleri, simülasyonunu

Gleeble 1500 simülasyon sistemiyle gerçekleştirilmişlerdir. Termomekanik olarak

ele alınan Gleeble modellerinden, gerilim için gerekli modeller oluşturularak,

yorulma ve darbe testleri yapmışlardır. 900 oC civarı sıcaklıklarda deformasyonların

darbe tokluğu yüksek ve düşük gerilme dayanımının değerlerine yol açtığını, artan

veya azalan sıcak şekillendirme sıcaklığıyla, gerilme dayanımının daha yüksek

değerleri ve darbe tokluğunun daha düşük değerlerinin ölçülebildiğini tespit

etmişlerdir. Mikroalaşımlı orta karbonlu çeliklerin mekanik özelliklerinin esasen

şekillendirme sıcaklığı ve gerçek gerilme ile etkilendiğini, mikroalaşımlı orta

karbonlu çeliklerin farklı kullanım özelliklerine bağlı olarak özel ihtiyaçlar için

ayarlanabileceğini söylemişlerdir [14].

Chakrabarti ve arkadaşı, sıcak dövülmüş düşük karbonlu Nb eklenmiş HSLA (0,03-

0,05%C, 0,85-1,25%Mn, 0,3%Cr, 0,2%Ni, 0,05-0,15%Nb) çeliklerin mekanik

özellikleri ve ısıl işlem tepkisini araştırdıkları çalışmalarında, Fe-Si-2%Mg-4%Ca

alaşımlarıyla çeliklerdeki kalıntıların değişiminin tornalama testleri esnasında takım

aşınmasını azalttığını tesbit etmişlerdir. Bu çeliklerin 1100 oC’den hava ile

soğutularak uygun olarak kuvvetlendirilmiş olabileceğini, tavlanmış çeliklerin oda

sıcaklığı darbe tokluğu -40 oC’de ortaya çıkan pürüzlü keskin çapaklara rağmen

oldukça yüksek olduğunu, 950 oC dereceden itibaren havada sertleştirilmiş çeliklerin

-40 oC derecede bile iyi tokluk sağladığını, hafif ikincil sertleşme tepkisi 400-500 oC

8

derecede çeliklerin havada sertleştirilmesi esnasında oluştuğunu ortaya çıkarmışlardır

[15].

Krishnadev ve arkadaşları, bakırın çökelmesiyle kuvvetlendirilmiş HSLA çeliğin

mekanik özelikleri ve çatlama morfolojisi üzerinde, dönüşümünde ve mikroyapıdaki

ısıl işlemin etkilerini karşılaştırdıkları çalışmalarında sertlik, gerilme özellikleri ve

kırılma tokluğu mekanik özellikleri araştırmışlardır. Charpy numunelerinin ve kalın

numunelerin düşen ağırlık ile yırtılma testi, kırılma tokluğu ve kırık başlama ve

yayılma davranışını incelemişlerdir. Sonuç olarak sertlikteki değişimi bakır

çökelmesinin derece ve tipindeki değişiklikler ile ilgili olabileceğini belirlemişlerdir

[16].

Zhao ve arkadaşları, çalışmalarında orta karbonlu mikroalaşımlı dövme çeliğin

curuf-metal dengesinin ardından camsı dış ve iç kaynaklı oksit kalıntılar meydana

getirebilecek curuf kompozisyonunu saptamaya çalışmışlardır. Kalsiyum

iyileştirmesinin, yüksek hızda işleme koşulları altında takım aşınmasını azaltan

camsı dış kaynaklı kalsiyum-alüminyum silikat kalıntılarının büyük bir bölümünü

oluşturduğunu, sıcak dövme esnasında termomekanik işlem ince ferrit + perlit

mikroyapılar ve karbonitrür çökeltileri oluşturduğunu, bu mikroyapısal değişiklikler

klasik sıcak şekillendirmelere kıyasla sıcak şekillendirmenin dayanım ve sünekliğini

attırdığını söylemişlerdir [17].

Ollilainen ve arkadaşları, hava ile soğutulmuş orta karbonlu mikroalaşımlı çeliklerin

sertlik ve mikroyapısı üzerinde silisyum, vanadyum ve azotun etkisini araştırdıkları

çalışmalarında, dört orta karbonlu mikroalaşımlı çeliğin (38MnSi6, 38MnSiV5 ve

yüksek silisyum (SiV) ve azot (SiVN) içerikli modifikasyonlar) yapısal

incelemelerinin bir karşılaştırmasını yapmışlardır. Mikroyapı ve sertlikte %0,005

den %0,16’ya vanadyum ve %0,5’den %1,3’e artan silisyum konsantrasyonunun

etkisini bulmaya çalışmışlardır. Yüksek silisyumlu çeliğe eklenen azotun rolünü de

dikkate alarak, vanadyum ve silisyumun en yüksek seviyelerini içeren çeliklerin

yapısında daha düzgün dağıtılmış proötektoik ferritin yüksek bölümünün bir

parçasına sahip olduğunu, proötektoik ferritin yüksek bölümünün bir parçası ince

9

östenit tane büyüklüğü öncesi ile ilgili olduğunu, azot ve vanadyumun en yüksek

yoğunluğu V(C,N) çökeltilerinin rastgele olmayan dağılımının sebep olduğunu

bulmuşlardır. Çökeltilerin ısıl işlem esnasında östenit tane büyümesini engelleyen

tutma araçları gibi davranarak çözünmediğini, azotun yüksek silisyumlu çeliğin

yapısında belirgin bir etki göstermediğini, proötektik ferritin mikrosertliğinin 213 ve

334 HV0.2 arasında vanadyum ve silisyum katkılarıyla arttığını belirtmişlerdir [18].

Nakamura ve arkadaşları, piston kolu için yüksek yorulma mukavemetli kolay

işlenen çelik geliştirmek için yaptıkları çalışmalarında; yorulma mukavemeti ve

işlenebilirlik üzerinde C, Mn, Cr, V, S, Pb, ve Ca gibi alaşım elementlerinin etkileri

araştırmışlardır. %1.1Mn-%0.5 Cr yüksek yorulma dayanımı elde etmek için en iyi

kombinasyon olduğunu, karbon miktarını %0,33 e kadar azaltarak ve sertlik kontrolü

için artan vanadyum miktarı, S ve Pb ile kolay işleme derecelerinin yorulma

mukavemetini geliştirdiğini yüksek tokluk verdiğini belirtmişlerdir. Deneyler

sonunda %0,33C-%1,05Mn-%0,5Cr-%0,12V-%0,055S-%0,20Pb-Ca’dan oluşan

kimyasal kompozisyon elde etmişlerdir. Bu kompozisyondaki çelik mikroalaşımlı

dövme çeliğin klasik yüksek dayanımlı tipinden (%0,39C-%1,05Mn-%0,11V) %26

daha yüksek yorulma dayanımına sahip olduğunu tespit etmişlerdir. Yeni bir piston

kolu tasarlamışlar ve bu piston kolunun ağırlığının yaklaşık olarak klasik olandan

%15 daha az olduğunu tespit etmişlerdir [19].

Boehnke ve arkadaşları, sülfürün, kalsiyumlu sülfür gibi tellürlü sülfürün

işlenebilirliğe etkisini araştırdıkları çalışmalarında, mekanik özelliklere etkisi ve

davranışlarının ardından mikroalaşımlı orta karbon çeliklerinin, normalleştirilmiş

koşuldaki Cf 53 çeliği ve AISI 4140 (42CrMo4) çeliğin ıslah koşullarında

işlenebilirliğini araştırmışlardır. İşlenebilirlik deneyleri, karbür ve HSS kesici

takımlarla tornalama işlemleri ile gerçekleştirilmiştir. Deneylerin sonucunda tellürün

işlenebilirliğin mekanik özelliklerini ciddi manada etkilediğini bulmuşlardır [20].

Abukhshim ve arkadaşları, yüksek dayanımlı alaşımlı çeliğin yüksek hızla

tornalanmasında ısı dağılımını araştırdıkları çalışmalarında, yüksek kesme hızlarında

metaller işlenirken iş parçasındaki yumuşamayı artıran ve bundan dolayı kesme

10

kuvvetlerini düşüren birincil kayma düzleminde yüksek sıcaklıklar oluşturduğunu

buna dayanarak yüksek dayanımlı alaşımlı çeliğin (AISI/SAE-4140) yüksek hızda,

tornalanmasında kesici takımındaki ısı dağılım miktarının tahmini üzerine bir

çalışma yapmışlardır. Amaçları kesilme düzlemindeki ısıl alanın karakterize edilmesi

ve bu şekilde yüksek hızda işlemenin mekanizmalarının kavranmasıdır. Deneyleri

200 ve 1200 m/min arasındaki kesme hızlarında dik kesmede gerçekleştirmiş ve

takım yüzeyindeki aşınmanın sıcaklık ölçümlerini yapmışlardır. Bu sıcaklıklar, sonlu

elemanlar ısıl analizinden elde edilen kesici takımındaki sıcaklık dağılımlarıyla

karşılaştırılmıştır. Sonuçta; takım talaş ara yüzeyinde kesici takıma iletilen ikincil ısı

kaynağının oranının kesme hızıyla önemli ölçüde değiştiği, 1200 m/min’da yüksek

hızla işleme bölgesinde %65’e yakın seviyeye yükseldiği tespit edilmiştir. Bu

sonucun yüksek hızla işleme operasyonlarında kesici kenar aşınması ve kesici

takımların ısıl genleşmesinin başlaması ile ilişkili olduğu belirtilmiştir [21].

Dhar ve arkadaşları, araştırmalarında takım talaş ara yüzey sıcaklığı, takım aşınması,

ölçü tamlığı ve standart ilerleme hızı koşulları altındaki AISI 4140 çelik tornalama

bitirme yüzeyi üzerinde, sıvı azot püskürtmesi aracılığıyla kriyojenik soğutmanın

rolünü incelemişlerdir. Bitirme yüzeyi ve ölçüsel tamlığın AISI 4140 çeliğin

tornalanmasında kriyojenik soğutma şartlarında önemli ölçüde iyileştirildiğini,

günümüz teknikleriyle kriyojenik soğutmanın yanak aşınmasında önemli azalmalara

neden olduğunu ve bu nedenle beklenen iyileştirilmiş takım ömrünü sağladığını

belirtmişlerdir. Kriyojenik soğutmanın uygun takım-talaş etkileşimi ve kesme bölgesi

sıcaklığında önemli azalmalar sağladığını tespit etmişlerdir [22].

Harju ve arkadaşları, çalışmalarında modifiye edilmiş ve edilmemiş ticari amaçlı

ıslah çelikleri (AISI 4140) ile kuru tornalama deneyleri yapmışlardır. Titanyum nitrür

kaplamalı HSS ve H13 takım çeliği kesici takım malzemesi olarak kullanılmıştır.

Koruyucu katmanın türü ve çeliklerin içerisindeki kalıntılar X-ray Enerji Ayırıcı

Spektroskobu (EAS), Tarama Elektron Mikroskobu (TEM) ve X-ray Fotoelektron

Spektroskobu (XFS) gibi çözümlemeli takımları kullanarak incelenmişlerdir. TiN

kaplamalı bir takımla Ca eklenmiş çelik tornalanırken Ca’nın koruyucu katmanı tek

11

başına oluşturamayacağını, ama diğer çelik alaşım elementleri ve Ca birleşimli

çeliğin işlenebilirliğinin artmasında etkili olacağını tespit etmişlerdir [23].

Harju ve arkadaşları, titanyumnitrür kaplamalı takımların aşınma ömründe malzeme

bileşiminin etkisini araştırdıkları çalışmalarında; AISI 4140’a yakın özellikler

gösteren üç ıslah çeliği, hem titanyum nitrür kaplamalı hem de kaplamasız HSS uçlar

kullanılarak kuru tornalamada karşılaştırmışlardır. A, B, C çeliklerinden B ve C

çeliklerine kalsiyum eklenmiş iken A çeliği kalsiyum içermemektedir. B çeliği

kaplamasız HSS uçlarla yapılan kuru tornalamada en iyi sonucu vermiştir. B çeliği,

A çeliğinin 2 katından fazla C çeliği ile 1,5 katı daha fazla aşınma ömrü elde

edilmiştir. TiN kaplamalı kesici uçlarla kesme hızının yükseldiği ve performansın

önemli ölçüde değiştiği tespit edilmiştir. C çeliğinin en iyi ikinci çelik olduğu, A

çeliğinden yaklaşık 26 kat, B çeliğinden ise 9 kat daha fazla aşınma ömrü verdiği, C

çeliği tornalanırken aşınma yüzeyindeki yapışkan koruyucu tabakanın

formasyonunun değişimi aşınma ömründeki gözlem farklılıklarını açıklayacak bir

mekanizma şeklinde olduğu açıklanmıştır [24].

Kankaanpaa ve arkadaşları, TiN kaplamalı HSS kesici takımlar kullanılarak Ca

eklenmiş çeliklerin işlenbilirliği üzerinde yaptıkları çalışmalarında; tornalama

testlerini TiN kaplamalı ve kaplamasız HSS kesici takımlarla gerçekleştirmişlerdir. İş

parçası malzemesi olarak AISI 4140 ve AISI 8620 çelikleri kullanmışlardır. Her bir

çeliğin Ca miktarı araştırılmıştır. Ca miktarı belirli sınırlarda olduğunda ve HSS

kaplamasız takımlarla işlendiği zaman, standart değerlerden daha uzun takım ömrü

elde edildiği, kesici takımlar TiN kaplandığında, Ca ekleme dereceleriyle takım

ömrünün %40 ile %500 arasında arttığını tespit etmişlerdir [25].

Motorcu ve arkadaşı, çalışmalarında alumina esaslı seramik kesiciler kullanılarak,

sertleştirilmiş AISI 1040 çeliğinin (56 HRC) kuru olarak tornalanmasında, en düşük

Ra yüzey pürüzlülüklerini verecek optimum kesme parametrelerini belirlemek

amacıyla Taguchi metodu kullanılmışlardır. Ortogonal tasarım, sinyal-gürültü (S/N)

oranı ve grafiksel yöntemlerle tornalama operasyonunda iş parçasının yüzey

pürüzlülüğünü etkileyen kesme parametreleri, uç yarıçapı etkileri ve bu faktörlerin

12

etkileşimleri analiz edilmiştir. Seçilen kesme şartları aralığında en iyi yüzey

pürüzlülük değerlerini veren birinci ve ikinci dereceden regresyon denklemleri

oluşturulmuştur. Deneysel sonuçlarla birinci ve ikinci dereceden denklemlerden elde

edilen teorik değerler karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlara göre, kesici takım uç

yarıçapı yüzey pürüzlülüğünü etkileyen diğer kontrol faktörlerine göre en etkili etken

olurken, bunu ilerleme miktarı izlemiştir. Bununla birlikte, diğer kontrol faktörlerinin

etkilerinin anlamsız olduğunu söylemişlerdir [26].

Motorcu ve arkadaşı, AISI 4140 çeliğinin farklı kaplamalı karbür ve sermet kesici

takımlarla işlenebilirliğini inceledikleri çalışmalarında; iki kaplamalı karbür takım

malzemesi; TP100 ve TP1000 ve sermet kesici takımlarla AISI 4140 çeliği üzerinde

işlenebilirlik deneyleri yapmışlardır. İşleme testleri, ilerleme miktarı ve talaş

derinliği sabit tutularak değişik kesme hızlarında kuru kesme şartlarında

gerçekleştirilmiştir. Tüm takımlar için, kesme hızının düşmesiyle, takım ömrü

belirgin bir şekilde artmıştır. Sermet takımlar kaplamalı karbür takımlardan daha iyi

takım ömrü performansı sergilemiştir [27].

Kılıçlı ve arkadaşları, farklı mikroyapılara sahip AISI 4140 çeliğinin işlenmesinde

yüzey pürüzlülüğü ve talaş atılabilirliğini inceledikleri çalışmalarında; tam tavlama,

su verme+temperleme ve küreselleştirme, ısıl işlemi uygulanmış AISI 4140 çeliğinin

yüzey pürüzlülükleri ve talaş atılabilirlik davranışlarını incelenmişlerdir. Numuneler,

talaş derinliği sabit tutularak kuru kesme şartları altında farklı kesme hızı ve ilerleme

miktarlarında işlenmiştir. Deneysel sonuçlara göre, en düşük yüzey pürüzlülüğü daha

düşük kesme hızı ve ilerleme miktarlarında su verilmiş+temperlenmiş numunelerde

elde edilmiştir. Küreselleştirilmiş numunelerde küreselleştirme süresinin artmasıyla

yüzey pürüzlülüğü artmış ve numunelerin tamamında, ilerleme miktarının artmasıyla

yüzey pürüzlülüğü artmıştır. Isıl işlemlerin talaş atılabilirlik üzerine belirgin bir

etkisinin olmadığını fakat; tüm kesme hızlarında ve en yüksek ilerleme miktarında

daha iyi talaş atılabilirlik elde edildiğini söylemişlerdir [28].

Yapılan literatür araştırmalarında, düşük veya orta karbonlu mikroalaşımlı çeliklerin

işlenebilirliği ile ilgili yeterli sayıda çalışmaya rastlanamamıştır. Mikroalaşımlı

13

çeliklerin ıslah çeliklerine bir alternatif olarak üretilmesi nedeni ile ıslah çeliklerine

ait çalışmalara ve çift fazlı çelik türleri ile ilgili yapılan işlenebilirlik araştırmalarına

da literatürde yer verilmiştir. Mikroalaşımlı çelikler ile ilgili araştırmalara bir

yenisini eklemek amacıyla gerçekleştirilen bu çalışmada, orta karbonlu mikroalaşımlı

çeliklerin işlenebilirlikleri, takım ömrü ve yüzey pürüzlülüğü kriterleri araştırılarak

bir değerlendirme yapılmıştır.

14

3. MİKROALAŞIMLI ÇELİKLER

3.1. Mikroalaşımlı Çeliklerin Tanımı

Yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çelikler (YDDA) veya high strenght-low alloyed

(HSLA) olarak da adlandırılan mikroalaşımlı çelikler, kuvvetli karbür ya da nitrür

yapıcı elementlerden çok az miktarlarda ilave edilerek mekanik özellikleri

geliştirilmiş çeliklerdir. Mikroalaşımlı çelikler, günümüzde farklı sertleştirme

mekanizmaları, uygun termomekanik işlemler ve düşük C içeriklerden dolayı

mukavemet, tokluk veya düşük sıcaklıklarda gevrek kırılma emniyeti ve kaynak

edilebilirlik gibi özelliklerin bileşimine sahip bir malzeme grubu olarak

tanımlanabilir [29].

Mikroalaşımlı çelikler üretim şekillerine göre, dövme amaçlı mamuller ve yassı

mamuller olarak ikiye ayrılmakla birlikte, boru çelikleri olarak da üretilmektedir.

Uygulamalar çoğunlukla yassı ürünlerde gerçekleşmekte olup, günümüzde dövme

amaçlı ürünlerde, özellikle otomotiv sektöründe kullanılmakta ve yaygınlaşmaktadır.

Mikroalaşımlı çeliklerin özellikleri, çeliğin mikro yapısı ve kimyasal bileşimi ile

ilişkilidir. Mikro yapının kontrolü ise çelik bileşimine, östenitleme sıcaklığına, ilk ve

son haddelemeden sonra dönüşümün kontrolüne bağlıdır. Bu yüzden istenen

özellikler çelik bileşimi ve üretim işlemi kontrol edilerek sağlanır [30].

3.2. Mikroalaşımlı Çeliklerin Gelişimi

Bu çeliklerin ilk üretimi 1900’lü yılların başında gerçekleştirilmiştir. İlk olarak

alaşımlama (mangan-nikel-krom) ile başlanmıştır. Başlangıçta, yüksek çekme

dayanımı elde etmek için pahalı olmayan alaşım elementi olan karbon %0,3

miktarında kullanılmıştır. 1834 yılında İngiltere’de karbonu %0,27, manganı %1,5

olan ve akma sınırı 350 N/mm2 olan çelik ile Almanya’da 1930 yıllarında kullanılan

15

St52 standardı çelik, o dönemlerin hep daha yüksek dayanımlı yapı çelikleri

geliştirilmeleri sonucu ortaya çıkan çeliklere örnektirler [31].

İkinci dünya savaşından sonra kaynaklı birleştirmelerin gündeme gelmesiyle akma

sınırı üzerinde ferrit tane incelmesinin olumlu etkisi görülmüştür. 1950’li yılların

başında yapı-özellik ilişkisi ile ilgili yeni gelişmeler, normalleştirilmiş ince taneli

çelikleri ortaya çıkarmıştır [32]. 1950’li yıllardan sonra Avrupa’da kontrollü

haddelemenin, normalleştirmenin yerini alması ile mikroalaşımlı çelikler ortaya

çıkmıştır. 1958 yılında, kontrollü haddeleme tekniğinin C-Mn çelikleri için gelişimi,

Al ilavesi ve Mn/C oranının yükseltilmesi ile gerçekleştirilmiş olup başlangıçta tane

inceltilmesi AlN ile yapılmıştır. Nb, V ve Ti gibi elementlerin ferrit içinde küçük

çökeltiler oluşturmasının, dayanımda artışa neden olduğu görülmüştür. Ayrıca, Nb

ile mikroalaşımlandırılmış çelikte Mn miktarının arttırılmasının östenit-ferrit

dönüşüm sıcaklığını düşürdüğü ve Nb(CN)’lerin miktarının artması, dayanım artışını

getirirken yeniden kristalleşmeyi geciktirdiği ortaya konmuştur.

1960’lı yıllarda petrol ve doğal gaz taşımacılığında kullanılan yüksek dayanımlı

mikroalaşımlı çeliklerin Nb ve V ilavesi ile imalata alınması ve aynı yıllarda

termomekanik haddeleme yönteminin geliştirilmesi ile yüksek dayanıma, yüksek

tokluk değerine ve iyi kaynaklanabilme özelliğine sahip çelikler üretilmiştir. Japonya

ilk olarak Nb ile mikroalaşımlamayı 1963’de gerçekleştirmiştir [33].

Günümüzde ise geliştirilen kontrollü haddeleme ve kontrollü soğutma tekniği ile

mikroalaşımlı çeliklerin üretimi hızlanmıştır. Özellikle dövme amaçlı mikroalaşımlı

çeliklerin otomotiv sektöründe sağladığı hafiflik ve diğer ıslah çelikleriyle aynı

mekanik özellikleri taşıması nedeniyle tercih edilmektedir.

16

3.3. Mikroalaşımlı Çeliklerin Üretim Çeşitleri ve Aşamaları

Günümüzde üretilen mikroalaşımlı çeliklerin çoğunluğu yassı mamul olarak

üretilmekle birlikte son yıllarda dövme amaçlı mikroalaşımlı çeliklerin üretimi de hız

kazanmıştır.

3.3.1. Yassı ürünler

Yassı ürünlerin üretimi dört aşamada gerçekleştirilmektedir. Bunlar;

a. Döküm,

b. Östenitleştirme (Çözündürme tavı),

c. Kontrollü haddeleme,

d. Kontrollü soğutmadır. Şekil 3.1’de mikroalaşımlı çeliklerin üretiminde kullanılan

işlem basamakları görülmektedir.

Şekil 3.1. Mikroalaşımlı çelik üretim işlemi [29]

Yassı ürünlerde mikroalaşımlamayla birlikte uygun bir termomekanik işlemin

yapılması gerekir. Kontrollü haddeleme ile gerçekleştirilen bu işlemde, genelde

1000–1200˚C’ de yapılan ön deformasyona, düşük sıcaklıklarda (700-800˚C) nihai

2)Sıcak Haddeleme Bekleme

Son Deformasyon

3)Soğutma Hava

Döküm

a)Yeniden ısıtılmış γ

b)Yeniden kristalleşmiş

c)Deforme Edilmiş

Sıca

klık

(°C

)

Ön Deformasyon

1) Yeniden Isıtma

Süre

17

bir deformasyon eklenir. Haddeleme sonrası değişik soğuma hızları kullanılarak

mikro yapının ince taneli ferrit veya beynitten oluşması sağlanır. Soğuma şartlarına

bağlı olarak az miktarlarda perlit veya martenzit de elde edilir [34].

Östenitleştirme (çözündürme tavlaması)

Yüksek sıcaklıklarda (1100-1200˚C) östenit tane boyutu, birbirini izleyen sıcak

deformasyon ve yeniden kristalleşmeyle mümkün olduğu kadar küçültülmek

istenmektedir. Östenitleştirme sıcaklığına bağlı olarak mikroalaşım elementleri ya

tane küçültücü ya da, çökelme sertleştiricisi olarak etki eder [29].

Çeliğin ısıtılması süresince çökelmiş karbonitrür parçacıklarının ince şekilde

yayılmaları östenit tane sınırlarının kilitlenmesine neden olup, tane büyümesini

önlemektedir. Ancak yeterince yüksek sıcaklıklarda ve/veya yeterince uzun

sürelerde, parçacıklar çözünür ve/veya kabalaşarak tane sınırı kilit etkisi zayıflar ve

tane kabalaşması olur [33]. Şekil 3.2 mikroalaşım elementlerinin, östenitleme

sıcaklığına bağlı olarak östenit tane ebadında meydana gelen değişimi

göstermektedir.

Mikroalaşım elementlerinin etkisini maksimum seviyede kullanmak için tüm

mikroalaşım elementlerini östenit tanesinin büyümesine imkan vermeden

çözündürmek gerekir [33].

Şekil 3.2. Çeşitli mikroalaşım çeliklerinin tane büyüme karakteristikleri [29]

18

Kontrollü haddeleme ve kontrollü soğutma

Kontrollü haddeleme işleminde sıcaklık, haddeleme işleminin belirli bölümlerinde

kontrol altında tutulur. Her bir hadde geçişinde hadde merdanelerinin indirgeme

miktarı önceden belirlenir ve en son bitirme sıcaklığı tanımlanır [35]. Kontrollü

haddeleme, gerekli sıcaklıkta ısıtma ile başlar, haddeleme sırasında sıcaklık ve

deformasyon kontrol edilir ve haddeleme sonrası belli bir hızla soğutma ile son

bulur. Özellikle kangal olarak sarılan şerit ve levhaların sarma hızı ve sarma sıcaklığı

da kontrol edilir [33]. Kontrollü haddeleme ve soğutmadaki ana amaç; östenit yapıyı

en ince ferrit yapıya dönüştürmektir. Şekil 3.3 ’te kontrollü haddelemenin yapı

üzerindeki değişikliği gösterilmektedir.

Şekil 3.3. Kontrollü haddelemenin etkisi [30]

Kontrollü haddelemenin aşamaları ve östenit tanelerinin gösterdiği değişimler Şekil

3.4 ’te görülmektedir.

Östenitleştirme

Ön Deformasyon

Son Deformasyon

Hızlandırılmış Soğutma Havada Soğutma

Sıca

klık

, (°C

)

Süre

19

Şekil 3.4. Kontrollü haddeleme aşamaları ve östenit tanelerinin değişimleri [33] Kontrollü haddelemede istenilen özellikler, maliyet ve imkanlar doğrultusunda 3 ayrı

metod ile yapılabilir [35]:

1. Konvensiyonel kontrollü haddeleme (östenitin yeniden kristalleşmediği bölgede

deformasyon),

2. Yeniden kristalleşmeli kontrollü haddeleme (östenitin yeniden kristalleştiği

bölgede deformasyon),

3. Östenit-Ferrit çift fazlı alanında deformasyon.

Bu üç farklı yöntemin hepside yeniden kristalleşmeli bir ön haddeleme işlemini

içerirler. Bu işlem yaklaşık 1100–1200˚C sıcaklıklarda östenit tane boyutu, birbirini

izleyen deformasyon ve yeniden kristalleşme ile mümkün olduğu kadar

küçültülmelidir [29]. Soğutma hızı ne kadar büyük olursa veya sıcaklığı ne kadar

düşük olursa verilen östenit yapısında o denli küçük ferrit tane boyutu oluşmaktadır.

Şekil 3.5 ’te ferrit tane boyutunun dönüşüm sıcaklığına bağlı olduğu görülmektedir.

Ancak böyle bir ilişki farklı çelik bileşimleri ve östenit tane boyutları için

değişecektir.

20

Şekil 3.5. Ferrit tane boyutu ile dönüşüm sıcaklığı arasındaki ilişki [33]

3.3.2. Mikroalaşımlı boru çelikleri

Mikroalaşımlı çelikler, yüksek dayanım, yüksek tokluk ve yüksek kaynak kabiliyeti

nedeniyle doğal gaz ve çeşitli boru hatlarında da kullanılmaktadır. Petrol ve doğal

gaz boru hatlarında kullanılan mikroalaşımlı çeliklerin üretimi 1960’lı yıllarda

başlamıştır. Özellikle bu yıllardan sonra, mikroalaşımlı çeliklerin üretilmesi daha

büyük çaplı ve yüksek basınca dayanıklı boruların imal edilmesini sağlamıştır.

Basınca dayanım artarken, boruların çapları da 400 mm’den 1500 mm’ye kadar

çıkmıştır. Petrol ve doğal gaz taşımacılığında kullanılan borulardaki basınç 1900’lü

yıllarda 2 atm. iken, 1930’lu yıllarda 30 atm., 1960’lı yıllarda 65 atm., 1980’li

yıllarda 80 atm. günümüzde ise 120 atm.’in üzerine çıkmıştır [33].

21

3.3.3. Dövme ürünler

Mikroalaşımlı dövme çelikler (DMA), orta karbonlu ıslah çeliklerinin yerine

geliştirilmişlerdir. Mikroalaşımlı yassı ve dövme ürünlerin alaşım tasarımı, özellikle

karbon miktarında büyük farklılıklar gösterir. Dövme işlemi günümüzde sadece

kontrollü soğutma mekanizmasıyla çalıştığından % 0,025’lik bir karbon miktarı alt

sınır olarak görülür [34].

Islah çeliklerinde yapı temperlenmiş martenzit olarak ortaya çıkarken; mikroalaşımlı

dövme çeliklerde ince ferrit-perlit yapı görülür. Ancak hem tane küçülmesi etkisi ile

hem de çökelti sertleşmesi nedeni ile mikroalaşımlı dövme çeliklerde ıslah

çelikleriyle aynı mekanik özellikler görülür [1]. Geleneksel ısıl işlem aşamaları ile

mikroalaşımlı dövme çeliklerde uygulanan işlem aşamaları Şekil 3.6’da

görülmektedir.

Şekil 3.6. Mikroalaşımlı çelikler ile ıslah çeliklerinin dövme sonrası aşamaları [1]

Şekilden de anlaşıldığı gibi dövme işleminden sonra yapılan kontrollü soğutma ile

ısıl işlemin ortadan kaldırılması ve azalan alaşım elementi nedeniyle bu çelikler de

maliyetin düşük olduğu açıkça görülmektedir.

22

Mikroalaşımlı dövme çeliklerde kontrollü soğutma

Soğuma hızı ile perlit yapının hacimsel oranı artmakta, ferrit taneleri ile perlit

lameller arasındaki boşluk küçülmektedir. Bu değişimler çeliğin mekanik

özelliklerini artırmaktadır. Şekil 3.7’de soğuma hızının ferrit tane büyüklüğüne ve

perlit hacim oranına etkisi görülmektedir. Burada mekanik özelliklerde artış sağlayan

kontrollü soğutma yaklaşık 75˚C/dak. dır. Dövme işlemi sonrası fanlar yardımı ile bu

koşullar sağlanmaktadır. Şekil 3.8’de ise 38MnSiVS5 mikroalaşım çeliğinin 900˚C

normalizasyon sonrası, durgun hava ve hızlı soğutmanın mekanik özelliklere etkisi

görülmektedir. Grafiklerden de görüldüğü gibi 900˚C normalizasyon sonrası hızlı

soğutmayla yapılan işlemde, durgun havada yapılan soğutma işlemine göre hem

çekme özelliklerinde hem de toklukta bir artış olmaktadır.

Şekil 3.7 Ferrit tane ve perlit hacim oranının soğuma hızına göre değişimi a) Ferrit tane büyüklüğü, b) Perlit hacim oranı [1]

(b)

(a)

23

( a )

( b)

Şekil 3.8. 38MnSiVS5 kalite mikroalaşım çeliğinin 900˚C normalizasyon sonrası mekanik değerlerdeki değişim a) Çekme dayanımı b) Çentik tokluğu [1]

740

745

750

755

760

DurgunHava

Hızlı Soğ.

N/m

m2

Durgun hava Hızlı soğ.

35

36

37

38

39

40

DurgunHava

Hızlı Soğ.

Joul

e2

Durgun hava Hızlı soğ.

24

Mikroalaşımlı dövme çeliklerin avantajları

Genel üretim yöntemi ve özelliklerine bakıldığında, mikroalaşımlı dövme çeliklerin

avantajlarını şöyle sıralayabiliriz.

1. Kullanılan alaşım miktarı azdır.

2. Isıl işlem gerektirmez.

3. Üretim imkânı daha hızlıdır.

4. Zaman ve enerji kayıpları azdır.

5. Gerilme, yorulma ve sertlik özellikleri ıslah çeliklerinkine eşittir.

6. Ağırlık yönünden daha hafiftirler.

Mikroalaşımlı dövme çeliklerin kalite standartları ve kullanılma alanları

Değişik kullanım alanları (Yüksek dayanım isteyen çelik yapı elemanlarında,

otomotiv sektöründe, ağırlık yönünden hafif fakat dayanım yönünden yüksek çekme

dayanımı istenen yerlerde vs.) nedeniyle oluşan kimyasal analiz farklılıkları bir

standart ihtiyacını doğurmuştur. 1988 yılında Almanya’da dört çeşit kaliteyi içeren

ve bunların mekanik özelliklerini gösteren bir kitapçık yayınlanmıştır. 1998 yılında

ise, Çizelge 3.1’de görüldüğü gibi Avrupa Standartları Komitesi (CEN) tarafından

EN 10267-“Çökelme Sertleşmeli Ferritik-Perlitik Çelikler” standardı onaylanarak

yayınlanmıştır [1].

Mikroalaşımlı dövme çelikler özellikle yüksek dayanım isteyen yapı elemanlarında,

otomotiv sektöründe fiyat ve ağırlık yönünden tasarruf sağlamaları nedeniyle tercih

edilir.

Otomotiv sektöründe kullanılan bazı parçalar şunlardır [30];

1. Statik olarak çalışan krank milleri, pistonlar, biyel kolları

2. Dinamik olarak çalışan aks ve direksiyon elemanları gibi.

25

Çizelge 3.1. EN 10267’de bulunan kaliteler ve kimyasal analizleri [1]

KİMYASAL ANALİZ (% AĞIRLIK)

ADI: C Si Mn PMax. S N V

19MnVS6 0.15

0.22

0.15

0.80

1.20

1.60

0.025 0.020

0.060

0.010

0.020

0.08

0.20

30MnVS6 0.26

0.33

0.15

0.80

1.20

1.60

0.025 0.020

0.060

0.010

0.020

0.08

0.20

38MnVS6 0.34

0.41

0.15

0.80

1.20

1.60

0.025 0.020

0.060

0.010

0.020

0.08

0.20

46MnVS6 0.42

0.49

0.15

0.80

1.20

1.60

0.025 0.020

0.060

0.010

0.020

0.08

0.20

46MnVS3 0.42

0.49

0.15

0.80

1.20

1.60

0.025 0.020

0.060

0.010

0.020

0.08

0.20

3.4. Mikroalaşım Elementleri

Genelde, karbür yada nitrür yapıcı özellikleri nedeniyle mikroalaşım elementleri

olarak Niobyum, titanyum, vanadyum ve alüminyum kullanılmaktadır. Mikroalaşım

elementlerinin ana rolü tane boyutunu küçültmek, yeniden kristalleşmeyi engellemek

ve çökelme sertleşmesine katkıda bulunmaktır.

Mikroalaşım elementleri mikro yapı özelliklerini şu şekilde etkilerler [29].

1. Karbonitrür çökelmesi,

2. Katı çözelti,

3. Nitrürlerin oluşumu esnasında katı çözeltiden azotun alınmasıdır.

Mikroalaşım elementlerinin tane sınırı hareketine ve yeniden kristalleşmeye etkisi

karbonitrür çökeltilerinin bir sonucudur. Mikroalaşım çökelekleri östenitte

çözünmeden kalmış veya soğuma sırasında meydana gelmiş olabilir. Ayrıca,

çökelme hızı plastik deformasyonun artmasıyla artar (gerinim sonucu çökelme).

26

Çözelti içindeki mikroalaşım elementlerinin östenitin yeniden kristalleşmesine etkisi

çok zayıftır. Çökelmiş partiküller ile tane sınırı hareketinin engellenmesi, çözünen

atomların etkisinden çok daha fazladır [1]. Mikroalaşım elementleri çeşitli

mekanizmalarla çeliklerin mikro yapılarını kontrol ederler ve ayrıca

mikroalaşımlama ile bu mekanizmalar değişiklik göstermektedirler. Şekil 3.9’da

mikroalaşım elementlerinin çeliğe etkileri görülmektedir.

Şekil 3.9. Mikroalaşım elementlerinin çeliğe etkileri [33]

3.4.1. Mikroalaşım elementlerinin rolü

Mikroalaşım çelikleri çoğunlukla birden fazla mikroalaşım elementi içerir. Yaygın

olarak kullanılan mikroalaşım elementleri; niobyum (Nb), vanadyum (V), titanyum

(Ti), alüminyum (Al) dur. Bunun yanında azot, silisyum, karbon, bakır, mangan ve

fosforda kullanılmaktadır. Bu mikroalaşım elementlerinin etkileri aşağıda

açıklanmaktadır.

Çözünmeyen parçacıklar

Östenit’te çökelme

Östenit’te katı çözelti

Ti, Nb

Nb, Ti

Nb, Ti

Nb, Ti

Ti, Nb

V,Ti, Nb

Östenit tane incelmesi

Yeniden kristalleşmenin gecikmesi

Dönüşüm gecikmesi

Ferrit yada faz sınırları çökelmesi

Tane inceltme

Tekstür

Dislokasyon sertleşmesi

Çökelme sertleşmesi

Element Mekanizma Yapı üzerindeki etki

27

Niobyum (Nb)

En etkili mikroalaşım elementi olarak bilinir. Nitrür ve karbür oluşturur.

Niobyumkarbür pratikte, 1000˚C’ nin altında oluşmakta ve östenitin yeniden

kristalleşmesini engelleyerek, küçük ferrit tanelerinin oluşmasına neden olmaktadır.

Niobyum’un, kontrollü haddeleme işleminde kullanımında bazı sınırlamalar vardır.

NbC’ ün etkili olabilmesi için yeniden ısıtma sıcaklığında tamamen çözelti içinde

olması gerekir. Böylece ince parçacıklar şeklinde çökelerek akma sınırında artışa

neden olurlar. NbC’ün çözeltiye girebilmesi için yeniden ısıtma sıcaklığının yüksek

(1300°C) ve yeterince uzun süreli olması gerekir [33]. Yüksek sıcaklığa çıkmak ve

çözeltiye almak ise masrafı artıracaktır.

Şekil 3.10. Niobyumun çeliğin mikro yapısına etkisi [34]

KATI ERİYİK İÇİ NİOBYUM Çözünmemiş Niobyum-karbonitrür tanecikleri ∼200nm

Östenit çökeltileri∼20nm

Ferrit çökeltileri∼2nm

Östenitleştirme sırasında östenit tane büyümesinin geciktirilmesi

Yeniden kristalleşmeden sonra ikincil tane büyümesinin geciktirilmesi

Yeniden kristalleşmenin geciktirilmesi

Dönüşümün geciktirilmesi

Östenit tane inceltmesi

Östenit tane uzaması

Yorulma/çekme dayanım oranının artması

İnce ferrit taneleri ve perlit kolonileri ile tokluk artışı

Lameller arası mesafenin azalması ile dayanım artışı

Çökelme sertleşmesi ile dayanım artışı

28

Şekil 3.10’da Nb’un mikroalaşımlı çeliğin mikro yapısına etkisi görülmektedir.

Ortalama 200 nm boyutlu NbC tanecikleri tane büyümesini engeller. Östenit içi

oluşan 20 nm’lik tanecikler ise yeniden kristalleşmeyi geciktirir. Çökelti sertleşmesi,

2 μm boyutlu çok küçük çökeleklerle gerçekleşmektedir [34].

Titanyum (Ti)

Titanyum çok yüksek sıcaklıklarda nitrür oluşturur. Bu nitrürler haddeleme ve

dövme işlemi sırasında östenitin tane büyümesini engeller. Ayrıca, TiN partikülleri

ısı tesiri altında kalan bölgenin (ITAB) en sıcak kısımlarında çözünmeden kalabilir.

Bu nedenle TiN partikülleri ITAB’ın kaba taneli yapısını ince taneli yapıya

dönüştüren en etkin mikroalaşım çökeleklerinden biridir. Ti’nin etkili olabilmesi için,

çelik katılaşmadan hemen sonra 25 ve 35 ˚C/dak hızında soğutulmalıdır [33].

Titanyumun çelik üzerine etkileri Şekil 3.11’de görülmektedir.

Şekil 3.11. Ti’un mikroalaşım çeliklerinin dönüşümü ve yapısı üzerine etkileri [33]

TİTANYUM

Östenit fazında çökelme

Östenit tanelerinin stabilleşmesi

İnce taneli ferrit

Faz sınırı çökelmesi

Ferrit fazında çökelme

Ara yer elementlerinin bağlanması

29

Çelik içerisinde titanyum miktarı olması gerekenden fazla olursa TiN ile birlikte

TiC’de oluşur. TiC’ün çözünebilirliği TiN’den fazla, fakat NbC ile benzerdir. Bu

nedenle TiC düşük östenit sıcaklıklarında (100°C) çökelerek östenit tane büyümesini

engeller [36].

Vanadyum (V)

Vanadyum, titanyum ve niobyumun oluşturduğu sıcaklıklardan daha düşük

sıcaklıklarda nitrür ve karbür çökeltileri oluşturur. Vanadyumun, tane boyutunu

kontrol etmek için, titanyum ve niobyum kadar yaygın bir kullanım alanı yoktur.

Yüksek karbonlu çeliklerde (%0,4 C) özellikle azot oranı yüksek ise, çelik östenitik

yapıda iken VN oluşabilmekte ve niobyuma benzer şekilde dövme tane boyutunu

inceltmektedir [33]. Vanadyumun mikroalaşımlı çeliklerin içyapısına ve faz

dönüşümüne etkisi Şekil 3.12’de görülmektedir.

Ferrit içerisinde VN, AlN ile birlikte tane büyümesini engeller ve ince ferrit

oluşmasını sağlar. Kontrollü haddelemeden önce normalize edilmiş çeliklerde,

yüksek dayanımlı boru hatlarında VCN çökelerek haddeleme sırasında yüksek

dayanım sağlar [29].

Vanadyumun çökelme sertleşmesine etkisinden dolayı çeliğin akma mukavemeti,

artan vanadyum miktarı ile artar. Tane inceltme etkisinin zayıf olması nedeniyle,

vanadyumun tokluğa etkisi zayıftır. Vanadyum östenit içinde oldukça çözünür

olmasına karşın, ferrit içerisinde az çözünür. Diğer mikroalaşımların aksine,

vanadyumun ferrit oluşumunu engellemediği hatta ferriti stabilleştirdiği

bilinmektedir. V özellikle kaynak işleminde önemlidir, östenit tane sınırlarında ve

östenit tane içinde ferrit oluşumunu sağlar ve böylece ITAB bölgesinde tokluk

artışına neden olur [33].

30

Şekil 3.12. Vanadyumun mikroalaşımlı çeliklerin dönüşümü ve yapısı üzerine etkisi [33]

Alüminyum (Al)

Alüminyum çok yavaş çökelir ve sadece nitrür oluşturur. Alüminyumnitrür,

1000˚C’nin üzerinde çözünür, ancak çelik hızla ısıtılırsa, çözelti dışında belirli bir

zaman kalabilir ve böylece küçük tane boyutu sağlamak için kullanılır. AlN’ü diğer

nitrürlerden ayıran en büyük özelliği yapısının hegzagonal sıkı paket olmasıdır [37].

VANADYUM

Östenitte çökelme

Östenitin stabilleşmesi

Deforme olmuş, uzamış taneler

İnce taneli ferrit

Ferritin tane sınırlarında oluşumu ve stabilleşmesi

Faz sınırı çökelmesi

Ferritte çökelme

Martenzit adacıklı yapı

Sertleşebilme

Ara yer elementlerinin bağlanması

Çift fazlı çelikler

31

Karbon (C)

Karbon miktarının fazla olması, perlit yapısının artmasına neden olmakla birlikte

tokluk ve kaynak kabiliyetinde bir azalmaya neden olmaktadır. Bunun yanında akma

dayanımında artış sağlamaktadır. Yüksek miktarlarda karbon kullanımı martenzit ve

beynitik yapı oluşumunu sağlar. Mikroalaşımlı çeliklerde karbonun maksimum

kullanımı, sıcak haddeleme koşulları altında yaklaşık % 0,2 dir. Ancak otomotiv

sanayisinde kullanılan dövme parçalarda, sadece kontrollü soğutma mekanizmasıyla

çalıştığı için karbon miktarı % 0,25’in üzerindedir [35].

Azot (N)

Mikroalaşımlı çeliklerde azot kullanımı %0,02 seviyesindedir. Bazı uygulamalarda

% 0,005 seviyesinde sınırlandırılmıştır. Vanadyumlu çeliklerde azotun ilavesi

önemlidir, çünkü çökelme sertleşmesini artırır. V–N çeliklerinde oluşan VN’ün,

VC’e göre östenit içerisinde daha az çözünürlüğe sahip olması, onun tane

küçültülmesinde daha etkin rol oynamasını sağlar [33].

Silisyum (Si)

Silisyum, ergimiş çelik içerisinde deoksidan olarak kullanılır. Bu nedenle % 0,35

civarında kullanılmaktadır. Silisyum katı çözelti sertleşmesi sağlayarak akma

dayanımında artış sağlar. Kaynak edilecek yerlerde %0,3’den fazla kullanımı

toklukta ve kaynak kabiliyetinde düşmeye neden olur [29].

Fosfor (P)

Ferrit içinde etkili bir katı çözelti sertleştiricisidir. Korozyon dayanımını artırır. %

0,05’den düşük kullanımlarda östenit tane sınırlarında meydana gelen

segregasyonların yol açtığı kırılganlığa neden olur. Bakır ile birlikte kullanımı

önemli ölçüde korozyon dayanımı sağlar [29].

32

Mangan (Mn)

Mikroalaşımlı çelikler yaklaşık olarak %1,5 mangan içerirler. Manganın oluşan

iğnesel ferritin tane küçültülmesine etkisi bu miktarlardan daha yüksek miktarlarda

önemsizdir. Bu nedenle maksimum mangan miktarı %1,3 – 1,7 arasındadır [29].

3.4.2. Mikroalaşım çökeltilerinin etkileri

Mikroalaşımlı çeliklerde çökeltiler, çeliğin özelliklerine önemli ölçüde etki

etmektedir. Şekil 3.13’de çeliğin mikro yapısı üzerindeki mikroalaşım çökeltilerinin

etkisi görülmektedir. Ayrıca Şekil 3.14 mikroalaşım elementlerinin oluşturdukları

bileşikleri göstermektedir.

Şekil 3.13. Çeliğin mikro yapısı üzerinde mikroalaşım çökeltilerinin etkileri [33]

Mikroalaşım elementleri seçilirken; bu elementlerin çözünebilirlikleri ve çökelti

oluşturmalarına dikkat edilmektedir. Mikroalaşım elementlerinin karbür ve nitrür

oluşturabilmeleri, onlara çökelme sertleştirmesi özelliğini kazandırmaktadır [38].

Alaşım

Östenit

Ferrit

Tane büyümesini

önlemek

Yeniden kristalleşmeyi

önlemek

Ferritin çekirdekleşmesi

İnce östenit taneleri

Deforme olmuş, uzamış taneler

İnce ferrit

taneleri

İnce ferrit taneleri

Tane büyümesini önlemek

Çökelme sertleşmesi

33

Şekil 3.14. Mikroalaşım elementlerinin oluşturdukları bileşikler [38]

Karbür ve nitrür çökelmesi

Mikroalaşım çeliklerinde karbonitrür partiküllerinin çökelmesi üç aşamada meydana

gelmektedir. I. aşamada oluşan çökelekler sıvı faz içerisinde ve katılaşma sırasında

veya katılaşmadan sonra sıvı-katı ara yüzeyinde ve δ-ferrit içerisinde meydana

gelirler (TiN). Bu çökelekler çok kararlı fakat östenitin yeniden kristalleşmesini

engellemek için çok büyüktürler, küçük olanları ısıl işlem veya kaynak sırasında

östenit tanelerinin kabalaşmasını engelleyebilirler [37].

II. aşamada, oluşan çökelekler sıcaklık düşerken sıcak deformasyon sürecinde (örnek

olarak kontrollü haddeleme) meydana gelmektedir. Bu çökelekler östenitin yeniden

kristalleşmesini geciktirirler (NbCN, AlN). Mikroalaşım çeliklerindeki tane

büyümesi bu aşamada oluşan çökeleklerle engellenmektedir [37].

III. aşamada, oluşan çökelekler östenit-ferrit faz dönüşümü sırasında ve sonrasında

meydana gelmektedir. Bu tip çökelekler γ-α ara yüzeyinde ve ferrit içerisinde

çekirdekleşmektedir. Ferrit fazındaki çökelek sertleşmesi bu değişim sürecinde

oluşur ve küçük taneli çökelekler meydana gelir (VCN) [37].

34

Sıcaklık ve soğuma hızının çökelmeye etkisi

Mikroalaşım çökeleklerinin çeliğin mekanik özelliklerini etkilemedeki rolü meydana

geldiği sıcaklıkla doğrudan ilgilidir. Şekil 3.15, haddeleme veya dövme işleminden

sonra çelik soğurken karbür ve nitrürlerin oluşum sıcaklığını göstermektedir.

Şekil 3.15. Soğuma süresince dönüşüm sıcaklığına bağlı olarak mikroalaşım

karbonitrürlerinin oluşması [33]

Soğuma hızı ne kadar yüksek ise, çökeleklerin oluştuğu sıcaklık o kadar düşük

olacaktır. Soğuma hızı, çökeleklerin östenitte mi yoksa ferrit içerisinde mi

çökeleceğini belirlemektedir [33]. En yüksek sıcaklıkta birden fazla alaşım elemanı

tarafından oluşturulan karbür ve nitrür çökeltileri çelikte baskın bir etkiye sahiptir

[29]. Bunun nedeni aşağıda belirtilmiştir.

1. Soğuma sırasında ilk önce bu çökeltilerin meydana gelmesi çeliğin özelliklerini

etkiler.

2. Yüksek sıcaklıklarda nitrürlerin veya karbürlerin oluşması, mikroalaşım

elementlerinin miktarını düşürerek, düşük sıcaklıklarda karbonitrür oluşumunu

engeller.

35

3. Düşük sıcaklıklarda yalnız başına karbür ve nitrür oluşturmuş alaşımlar, daha

yüksek sıcaklıklarda karbonitrür şeklinde oluşabilirler.

4. Oluşan nitrürler ile katı çözeltideki azot azalır. Böylece azotun kırılganlık ve

sertleşebilirlik üzerine etkisi azaltılmış ve/veya kaldırılmış olur.

3.5. Mikroalaşımlı Çeliklerde Dayanım Arttırıcı Mekanizmalar

Mikroalaşımlı çeliklerde en fazla kullanılan sertleştirme mekanizmaları, tane

boyutunu küçültme ve çökelme sertleşmesi ile ilgilidir. Bunun yanında, katı eriyik

sertleşmesi ve deformasyon sertleşmesi de (pekleşme) kullanılan yöntemlerdendir.

Bu çeliklerde görülen en büyük gelişme, ferrit tane boyutunun, hem akma sınırı hem

de sünek–gevrek geçiş sıcaklığına olan etkisinin belirlenmesi olmuştur [33].

Bu mekanizmaların tek başına gösterdikleri etki çok önemli değildir. Şekil 3.16’da

bu mekanizmaların akma dayanımına etkisi görülmektedir [39].

Şekil 3.16. Çeşitli sertleştirme mekanizmalarının akma dayanımına etkisi [34]

Değişik sertleştirme mekanizmalarının mikroalaşımlı çeliklerin dayanım ve tokluk

özelliklerine etkisi, Şekil 3.17’de görülmektedir. Tane küçültme mekanizmasıyla

36

dayanım ve tokluk aynı anda artırılmaktadır. Çökelek ve dislokasyon sertleşmesi

mekanizmaları ile dayanımın arttığı ancak, tokluğun düştüğü görülmektedir [34].

Şekil 3.17. Mikroalaşımlı çeliklerde uygulanan sertleştirme mekanizmalarının

mekanik özelliklere etkisi [34]

3.5.1. Tane boyutunu küçültme

Tane boyutunu küçültme hem dayanımı hem de tokluğu artıran tek sertleştirme

mekanizmasıdır. Mikroalaşımlı çeliklerin östenitleştirilmesinden hemen sonra

uygulanan yüksek deformasyon miktarının amacı; bu sıcaklıkta oluşan östenit tane

boyutunu küçültmektir. Yeniden kristalleşmiş östenit tanesinin son boyutu,

başlangıçtaki tane boyutunun, deformasyon gerinmesinin, deformasyon sıcaklığının

ve tane sınırı hareketini engelleyen ince partiküllerin dağılımının bir fonksiyonu

olarak hesaplanmaktadır [29].

Küçük tane üretmek için ana faktörler şunlardır [30];

1. Östenitleştirme sıcaklığında tane büyümesini geciktirmek,

2. Yeniden kristalleşmenin geciktirilmesi,

3. Ferrit çekirdeklenme bölgesinde artma,

4. Ferrit tane büyümesinin geciktirilmesi.

37

Tane küçültmede etkili olan diğer bir faktörde hızlı soğutmadır (Accelerated

cooling). Ferrit taneleri kontrollü haddeleme ile de küçültülebilmektedir [30].

3.5.2. Çökelme sertleşmesi

Çökelme sertleşmesi için mikroalaşım elementlerinin karbon ve azotla oluşturdukları

bileşiklerin tipi, boyutu ve dağılımı önemlidir. Şekil 3.18’de Nb, V, Ti’ un

oluşturduğu karbonitrür çökeltilerinin miktar ve boyutlarına bağlı olarak dayanım

artışına etkisi gösterilmiştir. Pratikte östenit içi yüksek çözünürlüğü nedeniyle en

etkili element Vanadyumdur [34].

Özellikle dövme ürünlerde ilk çalışmalar, çökelme sertleştirmesindeki yoğun etkisi

nedeniyle Vanadyum katkısıyla yapılmış ve ferritik-perlitik mikro yapı

Vanadyumkarbür tipi çökeleklerle sertleştirilmiştir. Çökelek oluşumu ise, basit

kontrollü soğutma ile sadece boyutsal olarak sınırlandırılmıştır. Bu tip mikroalaşımlı

çelikler Almanya’da 1988 yılı sonunda, “Çökelme mekanizmasıyla sertleşen ferritik-

perlitik çelikler” (AFP çelikleri) olarak standartlaştırılmıştır. SEW101 den alınan

çelik kompozisyonları Çizelge 3.2’de verilmektedir.

Şekil 3.18. Nb, V ve Ti çökeltilerinin boyut ve hacimsel oranının çökelme sertleşmesine etkisi (x = çökeltilerin boyutu (μm), Fv = çökelti hacmidir) [34]

38

Çizelge 3.2. Çökelme mekanizmasıyla sertleşen ferritik-perlitik çelikler (SEW101) [34]

Çökelme sertleştirmesinin esası, çökeleklerin dislokasyonların hareketini engellemesi

prensibine dayanmaktadır, bu olay Şekil 3.19’da açıkça görülmektedir. Hareket eden

dislokasyon çökelti tanesine çarparak duraksar, malzemenin akma ve çekme

dayanımında bir artışa neden olur [34].

Şekil 3.19. Çökelti tanesi ile dislokasyonun etkileşimi [34]

ÇELİK TİPİ C Si Mn P S V

KISA

İŞARETİ

MALZEME

NUMARASI

KÜTLESEL MİKTAR (%)

49MnVS3 1,1199 0,44/0,50 ≤ 0,50 0,70/1,00 ≤ 0,035 0,030/0,065 0,08/0,13

38MnSiVS5 1,5231 0,35/0,40 0,50/0,80 1,20/1,50 ≤ 0,035 0,030/0,065 0,08/0,13

27MnSiVS6 1,5232 0,25/0,30 0,50/0,80 1,30/1,60 ≤ 0,035 0,030/0,050 0,08/0,13

44MnSiVS6 1,5233 0,42/0,47 0,50/0,80 1,30/1,60 ≤ 0,035 0,020/0,035 0,010/0,15

39

4. TALAŞ KALDIRMANIN ESASLARI

4.1. Metal Kesme Mekaniği

4.1.1. Talaş kaldırma teorileri

İmalat sayesinde malzemelerin verimli şekilde işlenmesi için yeterli bilgi, sadece

kesilen malzeme hakkında değil, aynı zamanda değişik şartlar altında, kesici takım

malzemesi, kesici şekli ve nasıl yapılacağı hakkında da gereklidir. Son 20 yıldan beri

birçok yeni takım malzemeleri ve takım tezgahları geliştirilmiş, daha yüksek kesme

hızlarında çalışma imkanı sağlanmış ve bunlar da üretim artışına yol açmıştır. Bütün

bu faktörler dikkate alındığında takım tezgahları ile talaş kaldırma teorisi ve

uygulama alanı sürekli araştırılmaktadır. Talaş kaldırma fiziği açısından, malzemenin

nasıl kesildiği veya kesici takımın malzemeye yaklaştığı yerde gerçekte nelerin

olduğunu beklide tam anlamadan yüzlerce yıldan beri insanoğlu metalleri kesmek

için kesici takımları kullanmaktadır [40].

Talaş kaldırma analizleri ile ilgili detaylı çalışmalar, talaşta farklı gerilme ve uzama

ile neticelenen birkaç bilinen modelin var olduğunu göstermektedir. Bu kesme

modellerinin başlıcaları şunlardır;

• Timme yaklaşımı,

• Ernst ve Merchant yaklaşımı,

• Lee and Shafer yaklaşımı,

• Shaw, Cook ve Finne yaklaşımı,

• Hill yaklaşımı,

• Okushima ve Hitami yaklaşımı,

• Zorev yaklaşımı,

• Astakhov yaklaşımı,

olarak sıralanabilir [40].

40

4.2. Talaş Oluşumu ve Geometrisi

4.2.1. Talaş oluşumu

Talaş kaldırma işlemlerinin çoğu, iş parçasının istenilen ölçü ve boyuta

getirilebilmesi için üzerinden talaş veya küçük parçacıkların ayrılmasını gerektirir.

Talaşın oluşması için; kesici olarak kullanılan takımın, iş parçasından daha sert ve

aşınma direncinin daha yüksek olması gerekmektedir. Ayrıca, talaş derinliği ve

ilerlemeyle birlikte uygun kesici uç geometrisine, yeterli kesme hızı ve iş parçasının

direncini yenecek güce ihtiyaç vardır [41].

Talaş oluşumu, Şekil 4.1 a’ da gösterilen “kart modeli” teorisine göre birincil

deformasyon bölgesi içinde oluşan belirli bir kesme düzlemi boyunca meydana gelir.

Kesme düzlemine kadar malzeme elastik olarak uzatılır. İlk deformasyon, oluşan bu

düzlem üzerinde başlar ve kesme düzlemleri boyunca devam eder. Kesme sırasında

bu şekilde kırılan malzeme tabakasına “talaş” denir [41].

.

Şekil 4.1. Talaş oluşum modeli a) Talaş oluşumunda kart modeli b) Dik kesmenin

şematik gösterimi [41]

Talaşın parça üzerinden ayrıldığı düzleme kesme düzlemi, bu düzlemin kesme

yönüyle yaptığı açıya (φ ) kesme açısı denir. Kesme düzlemi boyunca parçadan

ayrılacak deforme edilmiş talaşın genişliği (b), kalınlığı (to) ile ifade edilirken, oluşan

İkincil deformasyon böl.

Birincil deformasyon bölgesi

to

) ) (a) (b)

41

talaşın kalınlığı (tc) to’ dan daha fazladır. Talaş kaldırma sırasında takım, kesme

yönünde kesme hızı (V) ile ilerler ve talaş, parçadan Vc hızı ile uzaklaşır. Takım

yüzeyi boyunca yapışma ve sürtünme etkisi ile oluşan ikincil deformasyon bölgesi

oluşur (Şekil 4.1.b) [41].

4.2.2. Talaş tipleri

Talaşlar işlenen malzemenin cinsi, kesme hızı, ilerleme/talaş derinliği ve takım

geometrisi parametrelere bağlı olarak değişik tiplerde oluşur;

Talaş tipi, kesme şartları ve yüzey kalitesi hakkında bilgi veren bir faktördür. Ayrıca

talaş tipi, talaşlı imalatın zorluğu veya kolaylığında da etkili olmaktadır. Uzun ve

sürekli talaşın çıkması takım veya tezgaha dolaşmasına, malzeme ve yüzey

kalitesinin bozulmasına ve kesici ucun zarar görmesine neden olur. Talaş, oluşum

mekanizmasına göre üç tip talaş meydana gelir (Şekil 4.2). Bunlar;

• Sürekli Talaş (Akma talaş)

• Süreksiz Talaş (kesintili veya kırık talaş)

• Yığıntı Talaş (YT, Bult-Up Edge - BUE) [41].

(a) (b) (c)

Şekil 4.2. Talaş tipleri a) Sürekli Talaş b) Kesintili Talaş c) Yığıntı Talaş [41]

42

Sürekli talaş (akma talaş)

Bu talaş tipi genellikle sünek malzemelerin yüksek hızlarda işlenmesi sonucunda

oluşmaktadır (Şekil 4.2.a). Sürekli talaş, kesici takımın önünde talaş kaldırılan

malzemenin sürekli deformasyonu ile ve makro düzeyde çatlaksız olarak meydana

gelir. Talaş, yüksek deformasyondan dolayı sertleşir ve sertliğin artması ile kesici

takım aşınmasını arttırır. Sürekli talaşlar, bant, spiral veya değişik helisel şekillerde

oluşabilmektedir. Bu tip talaş, sünek iş parçası, düşük talaş derinliği ve düşük

ilerleme miktarı, keskin kesici uçlu takım, büyük talaş açılı kesici uç, yüksek kesme

hızları, kesme sıvısı kullanılarak kesici uç ve iş parçasının soğuk tutulması, talaş

akma direncinin minimum olduğu durumlarda oluşur [41].

Süreksiz talaş (kesintili veya kırık talaş)

Talaş oluşumu sırasında malzeme aşırı plastik deformasyona uğrar ve eğer malzeme

kırılgansa kısmen şekillenen talaşla birlikte birincil deformasyon bölgesinde kırılma

oluşur. Bu şartlar altında talaş dilimlenmiştir ve oluşan talaş kesintilidir (Şekil 4.2.b).

Kesme sırasında değişen ayrılma hızı (Vc) sıkışmada en düşük, talaş kopmasında en

büyük değeri alır. Takım talaş yüzeyinin yüklenmesi ise bunun tersinedir. Sürekli

talaş tipine göre, periyodik değişen kesme kuvvetinin genliği büyük frekansı

küçüktür [41].

Yığıntı talaş (Bult-up Edge - BUE)

İşlenen yüzey boyunca devamlı olarak çıkan talaşın kesici takım yüzeyine

yapışmasıyla oluşan talaş tipidir. Sıcaklığın düşük olduğu kesme hızlarında, soğutma

sıvısı kullanılmadığı durumlarda, kesici takım önündeki metale uygulanan basma

kuvveti ve aşırı sürtünmeden dolayı talaşın sürekli deformasyona uğramasıyla,

kesme düzlemine dik açıdaki bir düzlem boyunca talaştan kopmalar meydana gelir.

Talaştan ayrılan küçük parçacıklar takıma yapışır. Kesici takıma sinterlenerek yığılan

bu parçacıklar yığıntı talaş (YT veya BUE) olarak isimlendirilir (Şekil 4.2.c). Bu

talaş ikincil deformasyon bölgesinde oluşmaktadır.

43

Çıkan talaştan daha sert olan YT, kararlı ya da kararsız olabilmektedir. Kararsız

YT’nin bir kısmı, çıkan talaş tarafından uzaklaştırılırken bir kısmı da kesme

esnasında talaştan ayrılıp, işlenen yüzeye gömülerek yüzey pürüzlülüğünü olumsuz

yönde etkilemektedir. Ayrıca çok sert olan YT kesici ucun aşınmasına neden

olmaktadır.

Kararlı YT ise, kesici takım ucunda kayma gerilmesinin ve etkin talaş açısının

artışına sebep olur. Aynı zamanda kesici uç ile talaş arasında temas alanını

kısıtlayarak kesme kuvvetlerini arttırır. Bu tip talaşların elde edildiği işlemler de

malzemenin yüzey kalitesini olumsuz yönde etkiler [41].

4.2.3. Talaş şekilleri

Bir çok değişkene bağlı olarak ortaya çıkan talaş biçimleri, işlenebilirlik açısından

değerlendirilerek gösterilmiştir (Şekil 4.3).

Sürekli talaşlar bant şeklinde, spiral veya değişik helisel şekillerde oluşmalarına

rağmen, talaşlı işlem açısından ideal talaşlar kısa spiral ve helisel şekilli talaşlardır.

Uzun talaş oluşumu operatör için tehlikeli olmakla birlikte, talaşın kaldırılması için

gereken zaman bakımından verimliliği azaltır, işlenen yüzeyin kalitesini bozabilir

[41].

Şekil 4.3. Talaş şekilleri ve işlenebilirlik etkisi [ 41]

44

Malzeme Cinsine Bağlı Olarak Talaş Oluşumları

Şekil 4.4. İşlenen malzemeyle ilişkili olarak talaş tipi oluşumu [42]

1. Paslanmaz çeliklerin çoğunda olduğu gibi lamelli talaş oluşumu

2. Dökme demirlerin çoğunda olduğu gibi kısa (kopuk) talaş oluşumu

3. Pek çok süper alaşımda olduğu gibi değişken, yüksek kuvvetle talaş oluşumu

4. Alüminyum gibi yumuşak malzemelerde olduğu gibi, düşük kuvvetle talaş

oluşumu

5. Pek çok çelik malzemede olduğu gibi sürekli, uzun talaş oluşumu

6. Sert malzemelerin işlenmesinde olduğu gibi yüksek basınç/sıcaklıkla talaş

oluşumu

7. Titanyumda olduğu gibi dilimli (parçalı) talaş oluşumu [42].

4.3. Talaş Kaldırmada Isı Oluşumu ve Sıcaklık Dağılımı

Talaş kaldırma işleminde harcanan enerji oldukça küçük bir bölgede toplanır. Bu

enerjinin çok küçük bir kısmı iş parçasında ve talaşta yüksek dislokasyon yoğunluğu

veya deformasyon enerjisi şeklinde depolanır. Enerjinin diğer büyük bir kısmı ise

1 3 5 7

2 4 6

45

ısıya dönüşür. Kesme bölgesi iş parçasının içerisine doğru sürekli olarak hareket

eder, oluşan ısının çok az kısmı malzeme ve kesici üzerinde kalırken, %80’den

büyük bir kısmı talaşla birlikte ortamdan atılır Şekil 4.5 ’de gösterildiği gibi enerjini

ısıya dönüşümü, birincil (AB) ve ikincil (BC) plastik deformasyon bölgesi içinde

oluşur. Eğer, kesici takım yeterince keskin değilse, iş parçası yeni yüzeyi ve takım

arasında sürtünme sebebi ile üçüncü bir ısı kaynağı (BD) oluşacaktır. Şekil 4.6’da,

dik kesme sırasında talaş ve iş parçasında oluşan deneysel sıcaklık dağılımı

gösterilmektedir. Kesici takıma doğru hareket eden malzemedeki X noktası birincil

deformasyon bölgesine doğru yaklaşır ve geçer. X noktası bu bölgeden ayrılana

kadar ısıtılır ve talaş içine doğru taşınır. Y noktası her iki deformasyon bölgesinden

geçer ve ikincil deformasyon bölgesinden ayrılana kadar ısıtılır. Bu nokta, talaş

gövdesinde ısı iletimi yoluyla soğutulur ve talaşta düzgün bir sıcaklık dağılımı

oluşturur. Böylece kesici kenardan belirli bir mesafede takım yüzeyi boyunca

maksimum sıcaklık oluşur. İş parçası içinde kalan Z noktası birincil deformasyon

bölgesinde ısı iletimi yoluyla ısıtılır [41].

Şekil 4.5. Dik kesmede ısı oluşumu [41]

Şekil 4.6. Dik kesmede talaş ve iş parçası arasındaki sıcaklık dağılımı [41]

46

Talaş içindeki maksimum sıcaklık ikincil deformasyon bölgesinde oluşur ve

aşağıdaki eşitlikle verilir.

Qmax=Qm+Qs+Qo Burada;

Qm: İkincil deformasyon bölgesi boyunca oluşan sıcaklık

Qs: Birincil deformasyon bölgesi boyunca geçen malzemedeki sıcaklık artışı

Qo: İş parçası başlangıç sıcaklığı

olarak tarif edilmektedir [41].

4.4. Takım Aşınması

Talaşlı işlemlerde takım malzemesi termal ve mekanik yüklenmeler altında aşınır ve

kesme yeteneğini kaybeder. Bu nedenle herhangi bir talaşlı işlem sisteminde hangi

aşınma mekanizmalarının devreye girdiğini belirlemek için takım üzerindeki

yüklenmelerin bilinmesi gerekir. Kesici kenarın ömrü, kenar geometrisini

değiştirmeye çalışan yüklenmelerle belirlenir. Bu tribolojik sistemin elemanları

arasındaki karşılıklı zorlanmalar neticesinde meydana gelen aşınmanın değişik türleri

ve bundan dolayı da farklı sınıflandırmalar gerekmektedir. Aşınma; soğutma sıvısı

tipi, sıcaklık, yük, kesme parametreleri, malzeme, ürünün yüzey bitirme işlemi ve

sertlik gibi özelliklerin değiştirilmesinden etkilenmektedir. Takım aşınması kesici

takım üzerindeki mekanik, termal, kimyasal ve sürtünme faktörlerine bağlı ve takım-

iş parçası-işleme şartları arasındaki karşılıklı etkileşimin bir sonucu olarak meydana

gelmektedir [41].

4.4.1. Aşınma mekanizmaları

Esas yük faktörleri sebebi ile talaş kaldırma sırasında meydana gelen temel aşınma

mekanizmaları aşağıda sıralanmıştır (Şekil 4.7).

1. Abrasiv ile aşınma, 2. Difüzyon ile aşınma, 3. Yorulma ile aşınma, 4. Yapışma ile

aşınma [41].

47

Şekil 4.7. Talaş kaldırmada temel aşınma mekanizmaları [41]

Abrasiv ile aşınma

Abrasiv aşınması, triboloji biliminde bir sürtünme sistemi içerisinde sert malzemenin

yumuşak karşıtını çizerek aşındırmasıdır. Bu sert malzemeler, karşıtlarını taşlama

işleminde olduğu gibi malzemeden parça koparılması olayı ile benzer işlem gösterir

[41].

Abrasiv ile aşınmada yumuşak malzeme mikro-sabanlama, mikro-talaş kaldırma,

mikro-kırılma ve mikro-yorulma yoluyla aşınır. Genelde takım malzemeleri, abrasiv

aşınmalarının engellenmesi için daha sert malzemelerden yapılır. Ancak iş parçası

malzemesinde, örneğin bazı alaşımlı çeliklerde oksit, nitrür ve karbür fazları

bulunabilir [41].

Mikroyapısında sivri köşeli parçacıklar bulunduran malzemeler, sert ve küresel

parçacıklara sahip olanlardan daha fazla aşındırmaya sebep olmaktadır. Aşındırıcı

tanecikler; abrasiv aşınma mekanizması ve takım yüzeyinde kazıma etkisi ile

aşınmaya ve biraz da krater (çukur) tipi aşınmaya neden olurlar [41].

1

3 4

2

48

Difüzyon ile aşınma

İş parçası talaşı ile takım malzemesi arasındaki temas yüzeyinde artan sıcaklık

difüzyona (atomik düzeyde yayılmasına) neden olur ve böylece takım-talaş arasında

her iki yöne gerçekleşen element hareketiyle takım malzemesi mikroyapısal değişime

uğrayarak yumuşar [41].

Malzemeler arasındaki metalurjik ilişki aşınma mekanizmasının miktarını belirler.

Örneğin, çelik ve tungsten karbür birbirine karşı difüzyon aşınmasını geliştirme

eğilimindedir. Bu durum, takımın talaş yüzeyinde bir krater oluşumu ile sonuçlanır.

Difüzyon ile aşınma mekanizması çoğunlukla sıcaklığa bağlıdır, bu nedenle yüksek

kesme hızında fazla oluşur [41].

Yorulma ile aşınma

Yorulma ile aşınma, yetersiz tokluk nedeni ile talaşlı işlem sırasında takım

malzemesinde çatlaklar meydana gelir. Kesme anında titreşimlerin olması yorulma

ile oluşan aşınmaları hızlandırabilir. Kesme sırasında titreşim oluşması tezgahın

zayıf rijitliğinden gelebileceği gibi, çok kaba yüzeylerin işlenmesinde, süreksiz

(darbeli) kesme işlemlerinde de oluşabilir. Titreşimli ve periyodik darbeli talaşlı

işlemde, sıcaklık etkisi altında kritik bir periyodik yüklenme sayısının aşılmasıyla

takım malzemesi termal olarak yorulur. Yorulma sonucu oluşan çatlaklar ilerleyerek,

takım malzemesinin mikroskobik boyutta küçük parçaların kopmasına neden olur

[41].

Yapışma ile aşınma

Kesme sırasında oluşan yeni yüzeyler son derece temiz ve doğal olarak reaksiyona

açıktır. Temiz metal yüzeyleri birbirine temas ettirildiklerinde, yüzeylerdeki

elektrostatik düzensizlikler sebebiyle kaynama için bir eğilim söz konusudur. Eğer

bir yüzey diğer bir yüzey üzerinde hareket halinde ise, kaynamanın olduğu bölgeler

kırılacaktır. Düşük kesme hızlarında oluşturulan talaşın alt kenarı ile kesici takım

49

yüzeyi arasında basınçlı bir kaynak meydana gelebilir. Basınçlı kaynak, talaş alt

yüzeyinin takımla temasında atomlar arası bağlantı gerçekleştirerek oluşur. Daima

yoğun plastik deformasyondan geçen malzeme sert malzemenin üstüne yapışır.

Böyle bir ara ilişki, takım temas yüzeyinde iş parçası malzemesinin ince filmler

halinde yapışmasına ve böylece kesici köşe üzerinde yığıntı oluşmasına neden olur.

Yığıntı talaş olarak adlandırılan yoğun soğuk sertleşmiş iş parçası malzemesi kesme

görevini üstlenir. Dinamik bir oluşum gösteren yığıntı köşelerinde periyodik olarak

kopan parçalar takımın talaş ve serbest yüzeyini aşındırır. Adhezyon, plastik

deformasyon yetenekli tüm iş parçası malzemelerinde düşük ve orta dereceli kesme

hızlarında görülür [41].

4.4.3. Takım aşınma tipleri

Malzemenin talaşlı işlenmesinde işlenebilme kabiliyetini belirleyen kriterler; yüzey

pürüzlülüğü, kesme kuvvetleri, talaş kökü morfolojisi ve takım aşınması olarak

sıralanabilir. Takım aşınması malzemelerin işlenebilirliğinde önemli bir yer

tutmaktadır. Diğer işlenebilirlik kriterleri üzerinde de etkili olan aşınma, maliyet ve

verimlilik açısından da önemlidir. Yukarıda bahsedilen aşınma mekanizmalarından

biri veya birkaçı bir araya gelerek aşınma şekillerini oluşturmaktadır [41].

Yan yüzey (yanak) aşınması

Serbest yüzey aşınması, aşınma mekanizmalarından sürtünme aşınması yoluyla

meydana gelir ve genel bir aşınma şeklidir. Artan serbest yüzey ve uç kısımdaki

aşınma, kenar geometrisinin bozulmasına sebep olur. Normal olarak serbest yüzey

aşınma bölgesi, esas kesici kenarın düz kısmının orta bölgesi boyunca genellikle

üniform genişliğe sahiptir (Şekil 4.8) [41].

Çentik aşınması

Çentik aşınması kesici kenar ile iş parçasının temas ettiği bölgede oluşan özel bir

aşınma tipidir. Bu aşınma tipinde oluşan çentikler bazı durumlarda kesici takımın

50

kullanılamaz hale gelmesine sebep olabilmektedir. Çentiğin boyutları büyük ölçüde

kesici takımın takım tutucu üzerine yerleştirilmesindeki hassasiyete bağlıdır. Bu

aşınma şekli yapışmalı aşınma mekanizması ile oluşmaktadır [41].

Krater aşınması

Krater aşınması talaş yüzeyinin kesici kenara paralel aşınarak çukurlaşmasıdır ve en

sık rastlanan yüz aşınma tipidir. Kesici kenardan uzak derin ve geniş bir krater, kesici

kenara yakın daha az derin ve dar kraterden daha tehlikesizdir. Bu nedenle krater

derinliği KT, takım ömrü kriteri olarak ilerlemeye bağlı verilir (Şekil 4.8). Çok

yüksek kesme hızlarında kesici takım üzerinde meydana gelen yüksek sıcaklığın

neden olduğu ısıl yumuşamadan dolayı takım yüzeyi oldukça hızlı aşınır. Karbürlü

kesici takım malzemeleri de yüksek sıcaklıklarda sertliklerini kaybedebilmekte ve

katı hal difüzyonu ile hızlı bir aşınmaya maruz kalabilmektedir [41].

Serbest yan kenar aşınması

Tornada işlenen yüzey esas olarak takımın ucu ve tali kesme kenarı tarafından

şekillendirilir. Bu nedenle aşınma ile takımın ucundaki değişme işlenen yüzeyin

kalitesini etkiler. Küçük ilerlemelerin verildiği bitirme tornalamalarında bir kesme

periyodu sonunda genellikle tali yanın üzerinde birkaç oluk oluşur. Bu oluklar

işlenen yüzeyin pürüzlülüğünü arttırır.

Yüksek kesme hızlarında veya ilerlemelerinde talaş kaldırırken artan sıcaklık, KT

veya VBB aşınma kriterlerine ulaşılamadan tali yanın oksitlenmesi sonucu

aşınmasına sebep olabilir [41].

51

Şekil 4.8. Yanak aşınması, krater aşınması ve analizi için bölgeler [41]

4.5. Yüzey Pürüzlülüğü

Bir parça işlendikten sonra yüzeyde dalgalanma ve yüzey pürüzlülüğü oluşur.

Pürüzlülük, üretim metotlarından kaynaklanır.

Yüzey pürüzlülüğünü etkileyen faktörler şöyle sıralanabilir; Kesici uç yarıçapı,

ilerleme, takım kesici kenarının keskinliği, işleme esnasında malzemenin yırtılması,

işlenen yüzeyde yığıntı talaşın kalması.

52

Talaşlı imalat uygulamalarında işlenebilirliğin ölçülmesindeki ölçütlerden birisi olan

yüzey kalitesi ile yüzey pürüzlülüğü aşağıdaki iki bağımsız değişkenle ölçülebilir.

1. İdeal yüzey pürüzlülüğü; kesici takımın geometrisi ve ilerleme hızının sonucudur.

2. Doğal yüzey pürüzlülüğü; talaş kaldırma işlemlerindeki düzensizliklerin

sonucudur [41].

4.5.1. İdeal yüzey pürüzlülüğü

İdeal kesici takım seçilerek (hatalar, vuruntular, yığıntı talaş, titreşim ve takımın

hatalı bağlanması v.b. etkenlerin minimize edilmesi) kesici uç biçimine ve ilerlemeye

bağlı olarak elde edilen en iyi yüzey pürüzlülüğü “ideal” yüzey pürüzlülüğü olarak

adlandırılabilir. Yüzey pürüzlülüğü ölçümlerinde en çok kullanılan yöntem Ra

aritmetik ortalama değeri olarak bilinir. Genellikle, pratik kesme işlemlerinde

kullanılan takımların ucu yuvarlatılmıştır. İdeal şartlarda bu tür takımla işlenen yüzey

Şekil 4.9’da gösterilmiştir. Böyle bir yüzey için matematiksel ortalama pürüzlülük

değerini veren teorik eşitliğin esası, uç kavis yarıçapı ve ilerleme ile yakından

bağıntılıdır. Uç kavis yarıçapı rε olduğunda;

Ra = 0,00321.f 2/ rε yazılabilir [41].

Şekil 4.9. Yuvarlak uçlu bir takım için oluşan yüzey pürüzlülüğü [ 41]

53

Şekil 4.10. Tanımlanmış bir yüzey yapısının esas parametreleri [43]

4.5.2. Doğal yüzey pürüzlülüğü

Doğal yüzey pürüzlülüğü, gerçek yüzey pürüzlülüğünün büyük bir kısmını içerir.

Doğal yüzey pürüzlülüğünü, takım tezgahı, iş bağlama sistemi, takım sistemi ve

54

çalışma ortamı gibi faktörler etkiler. Doğal yüzey pürüzlülüğüne neden olan temel

etkenlerden biri de yığıntı talaşın (YT) oluşmasıdır. Kararsız YT devamlı olarak

oluşur ve kopar. Bu durum, daha pürüzlü bir yüzeyin oluşmasına neden olur [41].

55

5. İŞLENEBİLİRLİK VE İŞLENEBİLİRLİĞİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

5.1. İşlenebilirlik

İşlenebilirlik, genellikle, “iş parçası malzemesinin ne kadar kolay işlenebileceği veya

bir kesici takımla iş parçasının istenilen biçime getirilmesindeki ihtiyaçlar

anlamında, işlenebilme yeteneği” olarak tanımlanmaktadır. Orta karbonlu çelik, ısıl

direnci yüksek bir alaşımla karşılaştırıldığında daha kolay işlenmektedir. Yine benzer

şekilde gri dökme demir, çil dökme demirden daha kolay işlenmektedir. Daha basit

anlamda işlenebilirlik ise, bir malzemenin istenen biçimde, boyutta veya yüzey

kalitesinde işlenebilmesinin kolaylığını veya zorluğunu gösteren bir kavramdır [41].

Herhangi bir talaşlı imalat işlemine başlamadan önce saptanan tezgah tipi, kesme

hızı, ilerleme miktarı, talaş derinliği, iş parçasının kimyasal bileşimi, mikroyapısı, ısıl

işlem, saflık, kesici takım tipi ve malzemesi, kesme sıvısı gibi değişkenler, işlem

sırasında oluşan kesme kuvvetleri, talaş kaldırma sıcaklıkları, talaş özellikleri gibi

değerler ve işlem sonucunda ortaya çıkan iş parçası yüzey kalitesi, toplam maliyet ve

işlem süresi gibi sonuçların hepsi birden işlenebilirlik verilerini oluşturmaktadır [41].

Talaş kaldırma yönteminin teknolojik planlaması yapılırken, iş parçasının

mikroyapısı, dayanımı, sünekliği, ısıl iletkenliği ve sertliği göz önüne alınır. Çok

sünek metaller işlenirken yığma talaş oluşması nedeniyle işlenebilirlikleri kötüdür.

Bununla birlikte, soğuk deformasyon işlemi ile sertliğin arttırılması sünek ve

yumuşak metallerin yüzey kalitesi bakımından işlenebilirliğini arttırır [41].

Düşük süneklik değerleri metallerin işlenmesinde genellikle olumlu etkiye sahiptir.

Düşük süneklik kesme işlemi için gerekli gücü azaltır ve uygun talaş biçiminin

oluşmasını sağlar. Bu nedenle iyi işlenebilirlik sertlik ve sünekliğin belirli değerler

arasında olmasına bağlıdır. İşlenen malzemenin yüksek ısı iletkenliği, kesme

işleminde üretilen ısının kesme bölgesinden hızla uzaklaşması işlenebilirlik açısından

faydalıdır [41].

56

Talaş kaldırma sırasında, kesme düzlemi boyunca oluşan plastik deformasyon

sonucu bu bölgedeki malzemenin mukavemeti artar. Artış, deformasyon hızına ve

işlenen malzemenin deformasyon sertleşmesine bağlıdır. Çeliğin işlenmesinde

deformasyon miktarı yüksektir ve kesme kenarına çok yakındır. Yüksek pekleşme

hızı talaş oluşumunda daha çok enerjiye ihtiyaç duyulmasına sebep olmaktadır [41].

İş parçası malzemesinin işleme yöntemini etkileyen tüm özellikleri ve ihtiyaç

duyulan dokümantasyon, tüm malzeme tedarikçilerinden kolayca elde edilemez. İş

parçası malzemesinin metalürjisi, kimyasal yapısı, mekanik özellikleri, ısıl işlemi,

katkıları, kalıntıları (inklüzyonları) yüzey tabakası vb. özellikleri, kesici kenar, takım

bağlama, takım tezgahı, operasyon ve işleme şartları gibi parametreler işlenebilirlik

üzerinde etkilidir. Malzemeler için işlenebilirlik değerleri, en ideal durumlarda bile,

daha ileri düzeyde optimizasyon için başlangıç değerlerine kılavuzluk etmektedir. İş

parçası malzemesini tanımak için, başarılı bir işleme operasyonun

gerçekleştirilmesini sağlayan faktörlerin değerlendirilmesinde modern ve esnek bir

yaklaşım esastır. İşlenebilirliği geliştirmek için; döküm kalitesini iyileştirmek,

malzemeyi kolay işlenebilir hale getirmek, takım malzemesini, takım geometrisini,

bağlama şartlarını veya kesme sıvısını vb. değiştirmek gerekebilir [42,44].

Kullanılabilir iş parçası malzemesi verileri ve işleme deneylerinin bir

kombinasyonuyla, işlenebilirlik değerlendirilmesi geniş üretim şartlarına uygun

olarak gerçekleştirilebilir. Bununla beraber, düzenlemenin birinde iyi olan

işlenebilirlik, bir diğerinde iyi olmayabilir. Örnek olarak; bir iş parçası malzemesinin

sertliği ve dayanımı işlenebilirliği belirten tipik bir örnek olmayabilir. Kalıntılar

(inklüzyonlar), kolay işleyebilme katkıları, mikro yapı, sert ve aşındırıcı bileşenler,

sıvanma eğilimi vb. faktörler önemli olabilir. Belli bir iş parçası için iyi işlenebilirlik

sergileyen bir takım tipi ve malzemesi, diğer bir iş parçası malzemesi için uygun

olmayabilir. İş parçasının işlenebilme kabiliyeti ve etkinliği çeşitli faktörlere göre

belirlenir. Bunlar;

• İş parçası malzemesi,

• Takım tezgahı,

57

• İşleme biçimi,

• Takım,

• Kesme parametreleri,

• Kesme sıvısı vb.’ dir [42].

5.1.1. İş parçası malzeme özelliklerinin etkisi

İşlenebilirliğin değerlendirilmesi ve işleme şartlarının optimizasyonu amacı ile

yaygın kullanılan iş parçası malzemeleri gözden geçirildiğinde öncelikle temel

malzeme özellikleri ve bunların işlenebilirliği nasıl etkilediği dikkate alınmalıdır.

Şekil 5.1.’deki diyagramlar, “ karbon muhtevası “ ile değişen dört temel mekanik

malzeme özelliğindeki genel eğilimi göstermektedir. Bunlar; A: Çekme Dayanımı B:

Sertlik C: Darbe Dayanımı D: Uzama (Yüzde uzama – süneklik) [42,44].

Şekil 5.1. Malzemelerdeki karbon oranının mekanik özelliklere etkisi [42,44]

Sertlik ve dayanım

Genellikle, düşük sertlik ve dayanım değeri iyi işlenebilirlik için tercih edilir. Düşük

yüzey kalitesine, çapak oluşmasına ve kısa takım ömrüne sebep olan BUE

oluşmasından dolayı problemlere yol açan çok sünek malzemeler bu durumun

dışındadır. Soğuk çekme işlemleri ve benzeri yollarla artırılmış sertlik pozitif bir

etkiye sahiptir [42,44].

58

Süneklik

Düşük süneklik değeri genellikle olumludur. Düşük süneklik talaş oluşumu için bir

avantajdır ve verimli bir talaş kaldırma söz konusudur. Düşük süneklik yüksek

sertlikle oluşur ve bunun tersi yüksek süneklik, düşük sertlik demektir. İyi

işlenebilirlik, genellikle sertlik ve süneklik arasındaki bir uzlaşma noktasındadır.

Şekil 5.2 ’de çekme dayanımı (TS), sertlik (HB) ve süneklik (D) arasındaki ilişki

görülmektedir[42,44].

Şekil 5.2. Çekme dayanımı (TS) ile sertlik (HB) ve süneklik (D) arasındaki ilişki [42,44]

Termal iletkenlik

Yüksek ısıl iletkenliğin anlamı, talaş kaldırma işleminde oluşan ısının, süratle kesme

bölgesinden uzaklaştırılması demektir. İşleme açısından bakıldığında, yukarıdaki

sebeple yüksek değerde termal iletkenlik genellikle faydalıdır. Termal iletkenlik

işlenebilirlik açısından önemli bir rol oynayabilir fakat maalesef, bazı alaşım grupları

için daha fazla iyileştirilmesi mümkün değildir. Şekil 5.3 ’de, bazı malzemelerin

termal iletkenlikleri (TC), ile yaklaşık işlenebilirlik değerleri (M) arasındaki ilişkisini

göstermektedir: 1- Alüminyum, 2 - Alaşımsız Çelik, 3- Alaşımlı Çelik, 4- Paslanmaz

Çelik, 5- HSTR Alaşımlar [42,44].

59

Şekil 5.3. Termal iletkenlik (TC) ile işlenebilirlik değeri (M) arasındaki ilişki [42,44]

Pekleşme (deformasyon sertleşmesi)

Plastik deformasyon sırasında metallerin dayanımı değişkendir. Dayanımdaki artış,

deformasyon yüzdesine ve malzemenin pekleşme kabiliyetine bağlıdır. Yüksek

pekleşme oranın anlamı, deformasyon oranındaki artışa bağlı olarak hızlı bir

dayanım artışıdır [42,44].

Çelikler işlenirken, deformasyon miktarı oldukça bölgeseldir ve özellikle kesici

kenara yakındır. Yüksek pekleşme oranına sahip malzemelere örnek olarak östenitik

paslanmaz çelikler ve çeşitli yüksek sıcaklık alaşımları verilebilir. Karbonlu çelikler,

oldukça düşük pekleşme oranına sahip malzemelere örnek olarak gösterilebilir

[42,44].

Yüksek pekleşme oranı, talaş oluşumu için çok daha fazla enerji ihtiyacı (yüksek

özgül kesme kuvveti) demektir. Sertlikteki ciddi bir artış daha sonra, işlenmiş

yüzeyde ince bir katman oluşmasına sebep olur. Pekleşmeyle sertleşmiş tabakanın

kalınlığı, ilerleme değeri ile aynı olursa, kesici kenar, şiddetli gerilimlere maruz

kalacaktır. Pekleşme ile oluşan tabakanın kalınlığı ve sertlik düzeyi kesici kenardaki

deformasyon miktarıyla orantılıdır. Büyük bir talaş açısına sahip keskin bir kesici

kenar, deformasyon miktarını azaltır. Bu sebeple, pozitif bir geometri, katmanın

azaltılmasına yardımcı olacak ve bunun sonucu olarak da kesici kenardaki gerilmeler

60

azalacaktır. Bununla beraber pekleşme, BUE oluşumunu engellemek için bir avantaj

olabilir [42,44].

Kalıntılar (İnklüzyonlar)

Malzemenin yapısı içerisinde iki tip kalıntıdan söz etmek mümkündür. Makro

kalıntılar, boyutu 150 μ m’den büyük olan kalıntılardır. Bunlar genellikle, çok sert

ve aşındırıcı özelliğe sahiptirler. Düşük kaliteli çeliklerde bulunan kalıntılar, üst

curuf veya uygun olmayan curuf alma vb. gibi fırınlama sırasındaki üretimden

kaynaklanır. Pek çok ani takım kırılma problemleri muhtemelen bu tip kalıntılarla

açıklanabilir. Mikro kalıntılar, değişik miktarlarda, çelik içinde daima mevcuttur.

Bunların işlenebilirlik üzerindeki etkisi üçe ayrılabilir [42,44]:

1- Alüminatlar ve spineller gibi kalıntılar istenmeyen kalıntılardır. Bunlar sert ve

aşındırıcı özelliktedir.

2- Nispeten istenmeyen kalıntılar, demir ve mangan oksitlerdir (FeO, MnO).

Bunların deforme edilebilme kabiliyeti bir önceki gruptan daha yüksektir.

3- İstenen kalıntılar, yüksek kesme hızlarında, silikatlardır. Bunun sebebi, silikatlar,

yeterince yüksek kesme sıcaklıklarında yumuşarlar ve bu sayede kesme bölgesinde

olumlu etki yapan bir katman oluşturulurlar. Bu katman, takım aşınmasını geciktirir

[42,44].

Günümüzde, SiCa’la deoksidasyona maruz bırakılmış, kalsiyum deoksidasyonlu

çelikler mevcuttur. Bu çeliklerde düşük ergime sıcaklığına sahip kalıntılar, nispeten

yüksek kesme hızları için uygundur [42,44].

Kolay işleme katkıları

Çeliğin işlenebilirliğini geliştirmek için kurşun, kükürt, fosfor, silisyum ve mangan

ilave edilir. Kolay işlenebilen çeliklerdeki kükürt miktarı işlenebilirliği iyileştirilmiş

çeliklerdekinin on katıdır. Yeterli miktarda mangan ihtiva eden çelik sağlandığında,

61

kükürt ve mangan, mangan sülfata dönüşecektir. Talaş oluşumu sırasında bu sülfat

kalıntılar, düşük dayanımlı düzlemler oluşturacak şekilde plastik deformasyona uğrar

ve böylece çatlak oluşumu ve yayılımı için gerekli enerji azalır. Bu birinci kesme

bölgesindeki deformasyonu kolaylaştırır. Kayma açısının ve talaş yarıçapının

artmasına sebep olurken talaş kalınlığının takım/talaş temas boyunda ve işleme

sıcaklığında azalmaya sebep olur. Sülfat, takım/talaş ara yüzeyinde bir yağlayıcı gibi

görev yapar. Sülfatların boyutu, biçimi ve dağılımı da işlenebilirliği tayin eden

faktörler arasındadır [42,44].

Diğer yaygın kullanılan katkı elemanlarından kurşun da, mangan sülfata benzer

davranışlar sergiler. Kurşun ve kükürtün beraber ilave edilmesi de yaygındır. Yeni

bir katkı elemanı olan “ selenyum” da genellikle kükürtle beraber kullanılır. Sülfür

ve selenyum katkısı kolay işlenebilir çelikler, karbonlu çelikler ve ferritik-

martensitik ve östenitik paslanmaz çeliklerde yaygındır. Kurşunlu veya yeniden

sülfürize edilmiş kurşunlu çelikler sadece karbonlu çeliklerde mevcuttur [42,44].

5.1.2. Malzemenin kimyasal yapısı, ısıl işlem ve alaşım elementleri

İşlenen malzemenin kimyasal yapısı, ısıl işlem ve alaşım elementleri işlenebilirliği

etkiler.

Malzemenin kimyasal yapısı

Bazı yapılar aşındırıcı özelliktedir ve malzemenin dayanımı yapı tipiyle değişir.

Çeliklerdeki aşındırıcı bileşen karbürlerdir. Bunların miktarı ve biçimi, malzeme

özelliklerini doğrudan etkiler. Karbon diğer alaşım elementlerinin miktarını ve

yapısını doğrudan etkiler [42,44].

Karbon, karbonlu çeliklerdeki en önemli alaşım elementi olup, muhtevasına bağlı

olarak çok farklı yapılar elde edilebilir. Oda sıcaklığında ve sertleştirme işlemi

uygulanmamış şartlarda, çelikte östenite ilave olarak üç tip fazdan söz etmek

62

mümkündür ve bunlar işlenebilirliği doğrudan etkiler. Bu fazlar; ferrit, perlit,

sementit’tir [42,44].

Ferrit, yumuşak ve sünek özelliklere sahipken, bir demir-karbon bileşiği olan

sementit, elde edilebilecek en sert yapıdır ve su verme ile elde edilebilecek

martenzitden bile serttir. Perlit ise, ferrit ve sementitin lameller şeklinde bir

karışımıdır. Lameller, ferrit ve sementit şeklinde sıralanmış olup, sertlik açısından

orta değerlerde yer alır. Perlitin sertliği aynı zamanda lamellerin boyutuna bağlıdır.

İnce lamel tipli perlit, kaba olana göre daha serttir. Çünkü bünyesinde daha fazla

sementit barındırır. Çeliğin yapısındaki ferrit, perlit ve sementit miktarı, temelde

doğrudan çeliğin muhtevasına bağlıdır. Sementitin yüksek aşındırıcı özelliğinden

dolayı, küçük bir miktar sementit bile, takım ömrü ve işlenebilirliği dikkate değer

ölçüde etkiler. Ferritik çelikler genellikle martenzitik çeliklere göre daha iyi

işlenebilirlik özellikleri sergilerler [42,44].

Haddeleme ve ısıl işlem

Aşağıdaki işlemler de işlenebilirliliği etkileyen faktörlerdir. Haddeleme ve ısıl

işlemler uygulanarak malzemenin işlenebilirlik özellikleri değiştirilir. Bu işlemler

şunlardır:

• Sıcak haddeleme,

• Normalize (ıslah) işlemi,

• Tavlama (Yumuşatma tavlaması / Gerilim giderme tavlaması),

• Sertleştirme ve temperleme

Sıcak haddelenmiş iş parçası genellikle homojen olmayan, kaba bir yapıya sahiptir.

Bunun sebebi, sıcak haddeleme sonrasında malzeme uzun süre yüksek sıcaklıklara

maruz kalır ve bu da nispeten kaba bir yapının oluşmasına sebep olur. İşlenebilirlik

açısından bakıldığında, homojen olmayan bu yapı, malzemenin düzgün olmayan

dağılım miktarına bağlı olarak boşluklara sebep olur. Bu da işlenebilirlik açısından

63

olumlu bir özellik değildir. Normalizasyon işlemi sırasında malzeme östenit

bölgesindeki sıcaklığa çıkarılır. Malzeme yapısı tamamen östenite dönüştükten sonra

malzeme hızlı bir şekilde oda sıcaklığına geri soğutulur. Bu işlem, sıcak haddeleme

şartlarından daha ince ve homojen bir yapı elde etmek için uygulanır.

Normalizasyonun en temel amacı, malzemenin tokluk davranışını iyileştirmektir.

Daha düzgün yapıdan dolayı, işlenebilirlik düzeyinde de bir iyileşme sağlanır

[42,44].

Yumuşatma tavlaması, gerilim giderme tavlaması ile karıştırılmaktadır. Gerilim

giderme tavlamasının amacı, isminden de anlaşılacağı gibi malzemede, su verme

veya soğuk şekillendirme şartlarında oluşan gerilmelerin giderilmesidir. Eğer bu

gerilmeler giderilmeden bırakılacak olursa, talaş kaldırma sırasında serbest kalacak

ve iş parçasının geometrisini ve toleranslarını etkileyecektir. Gerilim giderme

tavlaması düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilen bir işlem olup yapıyı etkilemez ve

dolayısı ile işlenebilirlik üzerinde de etkisi yoktur [42,44].

Soğuk şekillendirilmiş bir malzeme genellikle, normalizasyon veya yumuşatma

tavlamasına maruz bırakılır. Nispeten küçük boyutlu kütükler veya iş parçalarına

uygulanır. Küçük iş parçalarında üniform bir yapı elde etmek daha kolaydır. Soğuk

şekillendirme küçülme miktarına (deformasyon yüzdesine) bağlı olarak dayanımı

arttırır. Soğuk şekillendirme aşağıdaki hususlar açısından, işleme şartları için uygun

durumlar sergiler:

• Daha iyi yüzey yapısı

• YT oluşumunu azaltma eğilimi

• Çapak oluşmasını azaltma eğilimi

İş parçasının sertliği, takım aşınmasının değerini etkiler yaklaşık 200 HB’ye sahip

malzemelerin sementit karbür takımlarla işlenmesinde orta düzeyde bir aşınma

meydana gelirken sertlikteki artma bunun üzerinde önemli rol oynar. Bununla

64

beraber, nispeten yumuşak malzemeler YT oluşturma eğilimi sergiler ve dolasıyla

nispeten sert malzemelerde olduğu gibi işlenebilirliği negatif olarak etkiler [42,44].

5.2. İşlenebilirliğin Ölçülmesi

İşlenebilirlik ölçümünün kesin olarak kabul edilen genel bir metodu veya standardı

yoktur. Ancak takım ömrü deneyleriyle ilgili standartlara göre standart işlenebilirlik

deneyleri yapılabilir.

İşlenebilirlik deneyleri;

• İşlemeli deneyler

• İşlemesiz deneyler

olmak üzere iki temel kategoriye ayrılabilir [41].

Bir malzemenin işlenebilirliği, aşağıda belirtilen kriterlerden birine veya daha

fazlasına göre ölçülebilir.

Takım ömrü: Takımdaki standart bir aşınma miktarı veya takım kullanılamaz duruma

gelmeden önce standart kesme şartları altında kaldırılan talaş miktarı ya da talaş

kaldırma süresidir.

Kesme hızı: Standart kesme şartları ve takımla, belirlenen bir zaman aralığında talaş

kaldırma işleminin başarı ile sürdürüldüğü maksimum kesme hızı belirlenir.

Kesme kuvvetleri veya güç tüketimi: Takım üzerine etkiyen kesme kuvvetleri belirli

şartlarda dinamometre ile ölçülür.

Yüzey kalitesi: Belirli işleme parametrelerine göre işlenen parçanın yüzeyindeki

pürüzlülük değeri ölçülür.

65

Talaş Biçimi: Standart kesme şartları altında, takımın kesme etkisine göre oluşan

talaşın biçimi belirlenir.

Takım ömrü-kesme hızı ilişkisi: 1907 yılında Taylor takım ömrü ile kesme hızı

arasında aşağıdaki bağıntıyı bulmuştur.

Vc.Tα = Ct (4.1)

Burada;

Vc: Kesme hızı (m/min)

T: Takım ömrü (min)

α : Deney sabiti

Ct: Taylor sabiti, olarak tanımlanır [41].

Takım ömrü-kesme hızı ilişkisi içerisinde işlenebilirliğin değerlendirilmesi söz

konusu olduğunda aşağıda belirtilen “Torna kalemleri için ömür deneyi” standartları

kullanılabilir [41].

• ANSI/ASME B94. 55M

• ISO 3685-E

• TS 10329

Bununla birlikte otomat tezgahlarında işlenebilirlik deneyleri için ASTM E618-81

standardı kullanılabilir.

Belirlenen bir zaman dilimi içinde (genellikle 30-60 min) takımın bozulmasına sebep

olacak kesme hızını (V30-V60) ölçerek veya belirli kesme hızlarında kriter olarak

alınan standart bir takım aşınma miktarına kadar geçen kesme süresi ölçülerek,

işlenebilirliği değerlendirmek en çok kullanılan yöntemdir. Yukarıda belirtilen deney

standartlarının esası V-T eğrilerinin çıkarılmasına dayanır. Standart kesme takımında

meydana gelen etkin aşınma tipine göre (krater veya yan yüzey aşınması) farklı

kesme hızları için zaman-aşınma miktarı eğrileri hazırlanır (Şekil 5.4) [41].

66

Şekil 5.4. Zaman aşınma miktarı eğrileri a) Yan yüzey aşınması için b) Krater

aşınması için [41]

a) b)

67

6. MALZEME VE METOT

6.1. Malzeme

Bu çalışmada (CEN) EN10267 standardında orta karbonlu Vanadyum mikroalaşımlı

(38MnVS5), yüksek dayanımlı düşük alaşımlı (YDDA) çelik olarak adlandırılan

çelik deney numunesi olarak seçilmiştir.

6.1.2. Kimyasal bileşim

Deney malzemesi olarak kullanılan çeliğin kimyasal analizi; malzemenin temin

edildiği fabrikanın göndermiş olduğu malzeme sertifikasından alınarak Çizelge

6.1’de verilmiştir.

Çizelge 6.1. 38MnVS5 Mikroalaşımlı çeliğin kimyasal bileşimi [45] KİMYASAL ANALİZ (% AĞIRLIK)

C Si Mn P S Cr Mo Ni V Al Cu Sn

0.38 0.59 1.35 0.01 0.03 0.24 0.07 0.13 0.092 0.034 0.2 0.14

6.1.3. Malzemenin mekanik özellikleri

Deney malzemesi olarak kullanılan çeliğin mekanik özellikleri malzemenin temin

edildiği fabrikanın göndermiş olduğu malzeme sertifikasından alınarak Çizelge

6.2’de verilmiştir.

Çizelge 6.2. Mekanik özellikleri [45]

Sertlik

HRc

Akma Gerilmesi

MPa

Çekme Gerilmesi

MPa

Uzama

%

20 664 887 21

68

6.1.4. Malzemenin mikro yapısı

Deneylerde kullanılan numunelerinin mikroyapısı Şekil 6.1’de verilmiştir. Mikroyapı

fotoğrafı için numune önce zımparalanmış ve parlatma işlemine tabi tutulmuştur.

Daha sonra dağlama işlemi yapılarak fotoğrafı çekilmiştir.

Şekil 6.1. Deney numunesinin mikroyapısı [46]

6.1.5. Numunelerin hazırlanması

Deneylerde kullanılan çelik malzeme Bursa Asil Çelik fabrikasında üretilen

125mmX125mmX6m boyunda (≈700 kg) kütük malzemedir. Bu kütük malzemeden,

boyları 250 mm-280 mm olan 20 adet ham numuneler kesilmiş ve torna tezgahında

120 mm çapında deney numuneleri haline getirilmiştir. Deney malzemesi TS 10329

göz önünde bulundurularak boy/çap oranı 10/1’den küçük olacak şekilde

hazırlanmıştır. Numuneler; ayna-punta arasında işlemeye uygun olacak biçimde

Perlit

Ferrit

69

numunelerin ucuna 6,3 mm çapında ve 120 derece koruyucu havşası olan punta

deliği açılmış ayna tarafına ise daha küçük çapta kademe oluşturulmuştur. Bu sayede

talaş kaldırma sırasında numunenin ayna içerisinde kayması ihtimali engellenmiştir.

Deneyde kullanılan numuneler titreşimin meydana geldiği kritik çapa ulaştığında,

deneye bu aşamadan sonra yeni numune ile devam edilmiştir ( Şekil 6.2).

Şekil 6.2. Deney numunesi [46]

6.1.6. Kesici takım ve takım tutucu seçimi

Çizelge 6.3. Kullanılan kesici uç ve özellikleri [46]

SNMG 120408 - MS

UTİ20T

Kaplamasız kesici uç

UC6010 TiCN/Al2O3/TiN

Koruyucu kaplamalı kesici uç

VP15TF (Al,Ti)N

Koruyucu kaplamalı kesici uç

Deneylerde sementit karbür uçlar tercih edilmiştir. Mekanik sıkmalı tip olan uçlar

düşük karbonlu çelik malzeme için, ISO P20 kalitesine karşılık gelecek şekilde

Mitsubishi firmasından temin edilmiştir. Bu uçlara uygun PSBNR 2525 M12 takım

tutucu kullanılmıştır (Şekil 6.3).

70

6.2. Metot

6.2.1. Kesme parametrelerinin seçimi

Takım ömrü deneyi tornalama testleri, TS 10329 standardı ve kesici takım üretici

firması tarafından tavsiye edilen değerler ışığında, Çizelge 6.4’de verilen kesme

şartları altında kuru olarak gerçekleştirilmiştir. Her bir kesme şartı için beş farklı

kesme hızı seçilmiştir. Bu deneylerde kullanılan kesme hızları mümkün olduğunca

minimum ve maksimum değerler arasında seçilmeye çalışılmıştır.

Çizelge 6.4. Kesme şartları [46]

Kesme Hızı, V (m/min) İlerleme f (mm/rev) Talaş Derinliği to (mm)

150-200-250-300-400 0,15-0,25-0,35 2,5

Şekil 6.3. Deneylerde kullanılacak takım tutucu [46]

71

6.2.2. Takım ömrü için ön deneylerin yapılması

Takım ömrü ön deneyleri, takım ömrü esas deneyleri için belirlenen metot ve

parametrelerin, az sayıdaki aynı deney numunelerine uygulanan bir metot olarak

düşünülmüş ve aşağıda belirtilen noktalar amaçlanmıştır;

a) Bir kesme hızı aralığının belirlenmesi,

b) CNC tezgahının programlanması ve ayarlarının doğru olarak yapılması,

c) Kesici uç aşınmasının ölçümünde yeter hassasiyette bir yöntem tespit edilmesi,

d) Önceden tespit edilemeyecek hataların yerinde görülmesi ve önlem alınması,

e) Uygun bir çalışma düzeninin belirlenmesi.

6.2.3. Deneysel teknikler

Talaş kaldırma deneyleri, Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi

Bölümü Talaşlı Üretim Anabilim Dalı Laboratuarında bulunan Johnford TC35 marka

sanayi tipi CNC torna tezgahında gerçekleştirilmiştir. Tezgah gücü 10 KW, devir

sayısı maksimum 3500 dev/dak olup kademesiz olarak devir kontrolü yapılmaktadır.

Deneyleri etkilememesi için ilk defa bağlanan deney numunelerinin dış yüzeyleri,

ayrı bir kesici ile tornalanarak deneysel çalışmalara başlanmıştır. Ön aşınma

deneylerinde kesici takım aşınma sürelerinin uzun olması deney numunelerinin

yetersiz kalabileceği endişesini doğurmuş bu nedenle takım ömürlerinin

tanımlanmasında yanak aşınması VBB=0,2 mm olarak alınmıştır.

Kesici takım yan yüzey aşınması, Mitutoyo marka verniyer bölüntülü, 0,005 mm

hassasiyette ölçme yapabilen optik mikroskopla ile incelenmiş ve ölçülmüştür.

Yüzey pürüzlülük değerlerinin ölçümü için MAHR-Perthometer M1 pürüzlülük

ölçme aleti kullanılmıştır. Her yeni deneyin başlangıcında boyuna tornalamaların

yapıldığı yüzeyler üzerinde yapılan ölçümler, iş parçası eksenine paralel olacak

şekilde ve iş parçası kendi ekseni etrafında yaklaşık 120° döndürülerek her yüzeyden

3 ölçüm değeri alınarak yapılmıştır. İş parçası üzerinde işleme sırasında oluşan yüzey

72

pürüzlülüğü değerlerinin ölçümleri için kesme uzunluğu (Cut-off) 0,8 mm ve

değerlendirme uzunluğu 5,6 mm olarak seçilmiştir.

6.2.4. Takım ömrü deneylerinin yapılması

Takım tutucu tezgah taretine TS 10329’da belirtilen ölçü toleransları dahilinde

bağlanmış ve ilgili deney grubuna ait deney tamamlanıncaya kadar sökülmemiş ve

yerinden oynatılmamıştır. Daha önce hazırlanmış olan numune ayna-punta arasına

bağlanmış ve salgısı giderilinceye kadar ayrı bir kesici ile talaş kaldırılmıştır. Kesme

Hızı-Takım Ömrü V – T eğrisi için seçilen beş farklı kesme hızında kesme yapılmış,

her farklı kesme hızı için, yeni bir kesici kenar kullanılmıştır. Yapılan ön takım ömrü

deneyi sonuçlarından elde edilen veriler ışığında, yaklaşık olarak tespit edilen süre

kadar kesme işlemleri gerçekleştirildikten sonra, kesici uç kenarındaki yan yüzey

aşınmaları ölçülmüştür. Kesme süresi; kesme hızı, ilerleme değeri, boy ve çap

değerleri kullanılarak hesaplanmıştır. Ölçülen takım aşınması-takım ömrü değerleri,

EK-1’de verilmiştir.

6.2.5. Yanak aşınmasının ölçülmesi

Aşınmanın ölçülebilmesi için optik mikroskop kullanılmıştır. Mikroskobun X-Y

eksenlerinde hareket eden tablasının, X doğrultusundaki ilerlemesini ölçebilecek

0,005 mm hassasiyetinde bir tambur bulunmaktadır. Bu sayede, kesici ucun aşınan

yan yüzeyinin 0,005 mm hassasiyette ölçülebilmesi sağlanmıştır. Mikroskobun göz

merceğine takılı bulunan “+” şeklindeki işaret, ölçüme referans olacak bir koordinat

sistemini oluşturmuştur. Şekil 6.4’de gösterildiği gibi aşınma ölçümünün

yapılabilmesi için kesici, iki adet destek arasında mikroskobun tablasına

yerleştirilmiştir. Gözlenen ucun talaş ve yan yüzey birleşme köşesi dikey (Y-Y)

koordinat ekseni ile çakıştırılmış, daha sonra tabla X-X doğrultusunda gezdirilerek

VBB ölçümleri yapılmıştır. Okunan değerler eklerdeki veri tablosuna işlenmiştir. Her

kesme hızında belirli süre aralıklarında ölçümler tekrarlanmıştır.

73

Şekil 6.4. Kesici ucun yanak aşınmasının ölçülmesi [46]

6.2.6. Yüzey pürüzlülüğünün ölçülmesi

Ölçümlerde, yüzeydeki girinti ve çıkıntıların toplam alanlarının eşit olduğu düzlem

referans kabul ederek, bu düzleme göre üstte ve altta kalan alanların eşit olduğu

ikinci bir düzleme olan uzaklığın ölçüldüğü ortalama yüzey pürüzlülük değeri olan

Ra ölçümü dikkate alınmıştır.

Her yeni deneyin başlangıcında boyuna tornalamaların yapıldığı yüzeyler üzerinde

yapılan ölçümler iş parçası eksenine paralel olacak şekilde ve iş parçası kendi ekseni

etrafında yaklaşık 120° döndürülerek her yüzeyden ölçüm değeri alınarak

yapılmıştır. Ölçülen değerler EK-2’de bulunan yüzey pürüzlülük değerleri veri

tablosuna kaydedilmiştir.

Bakış

Ölçme Düzlemi

74

7. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA

7.1. Değerlendirme Esasları

Talaş kaldırma deneyleri sırasında, kesici takım aşınmasını etkileyen pek çok faktör

söz konusudur. Bunlardan en önemlileri; kesme hızı, ilerleme, kesici takım-malzeme

çifti arasındaki ilişkidir. Bunların yanında kesici takım geometrisi, kesme derinliği,

takım tutucu ve tezgah rijitliğinin de takım ömrüne etkisi vardır [40.41,42,44].

Bu çalışmada, farklı özellikteki kesici takımlar kullanılarak, Vanadyum

mikroalaşımlı orta karbonlu çelik numuneler üzerinde talaş kaldırma deneyleri

yapılmıştır. Sabit talaş derinliği, üç farklı ilerleme, beş farklı kesme hızında

gerçekleştirilen deneyler sonucunda; kesme hızı-takım ömrü, kaldırılan talaş hacmi-

takım ömrü ve yüzey pürüzlülüğü ile ilgili grafikler elde edilmiştir. Ön aşınma

deneyi sonuçları ışığında takım ömrü kriteri olarak alınan VBB=0.2 mm aşınma

miktarı için kesici uca bağlı VBB-T ilişkileri değerlendirilmiştir.

7.2. Kesme Hızı –Takım Ömrü İlişkisi (V-T)

UTİ20T kaplamasız kesici takımlar ile 2,5 mm sabit kesme derinliği değerinde beş

farklı kesme hızı, üç ayrı ilerleme değerinde yapılan deneyler sonucunda elde edilen

takım ömürleri Şekil 7.1’de gösterilmiştir.

75

y(f=0,15) = -4E-06x3 + 0,0041x2 - 1,3478x + 149,4R2 = 1

y(f=0,25) = 1E+11x-4,5973R2 = 0,9304

y(f=0,35) = 8E+11x-5,2349

R2 = 0,9606

0

5

10

15

20

25

30

150 200 250 300 350 400Kesme Hızı (V) m/min

Takı

m Ö

mrü

(T) d

akik

a

f=0,15 f=0,25 f=0,35

Polinom (f=0,15) Üs (f=0,25) Üs (f=0,35)

Şekil 7.1. UTİ20T kesici uca ait takım ömrü-kesme hızı ilişkisi (V-T) [46]

Şekil 7.1’de görüldüğü gibi en uzun takım ömrü V=150 m/min kesme hızı ve f=0,15

mm/rev ilerleme değerinde 24,4 dakikada oluşmuştur. V=150 m/min kesme hızı

değerinde ilerlemenin 0,15 mm/rev’den 0,25 mm/rev değerine (%66,6) arttırılması

ile takım ömrü %36,4 azalmıştır. 0,15 mm/rev ilerleme değerinde kesme hızının 150

m/min’den 200 m/min değerine (%33,3) arttırılması ile takım ömrü %67,2 (8 dakika)

azalmıştır. V=150 m/min kesme hızı değerinde ilerlemenin 0,25 mm/rev’den 0,35

mm/rev değerine (%40) arttırılması ile takım ömrü %74 azalmıştır. 0,25 mm/rev

ilerleme değerinde kesme hızının 150 m/min’den 200 m/min değerine (%33,3)

arttırılması ile takım ömrü %83,8 (2,5 dakika) azalmıştır. 0,15 mm/rev ilerleme

değerinde 200 m/min kesme hızı değerinden sonra takım ömürleri 5 dakikanın

altında oluşmuştur. Yine 0,25 mm/rev ilerleme değerinde 150 m/min ilerleme

değerinden sonra ve 0,35 mm/rev ilerleme değerinde takım ömürleri 5 dakikanın

altında oluşmuştur. Kesme hızları sabit tutulup ilerleme değerleri arttırıldığı zaman

76

takım ömürlerinin azaldığı görülmektedir. İlerlemenin sabit seçilip kesme hızlarının

arttırıldığı deneylerde takım ömürleri kesme hızına ters orantı olacak şekilde

azalmıştır. Bu durumun muhtemel sebebi artan ilerleme değerleriyle paralel olarak

kesme kuvvetlerinin artmasıdır. Artan kuvvetler ile birlikte kesici takım üzerine etki

eden basıncın ve ısının artmasının aşınma mekanizmalarını hızlandırdığı

düşünülmektedir. Kesme hızlarının artması ile birlikte kesilme esnasında birinci

deformasyon bölgesinde oluşan ısı ve ikinci deformasyon bölgesinde meydana gelen

talaş akma hızı ve sürtünme katsayısına bağlı olarak takım/talaş ara yüzeyindeki

yüksek sıcaklıklar, kaplamasız takımlarda, çelik malzemenin kimyasal çekiciliği ile

oluşan yüksek difüzyon eğilimi için olumsuz bir özellik sergilediği düşünülmektedir.

Bu durumun, kaplamasız takımlarda oluşan aşınmanın en temel sebebi olduğu

söylenebilir. Yapılan benzer deneylerde kaplamasız kesici takımlardaki bu olumsuz

etkinin ortadan kaldırılması için, bu tür takımlara kaplama yapılmasının yaygın bir

uygulama olduğu belirtilmiştir [47]. Buradan Vanadyum mikroalaşımlı orta karbonlu

çeliklerin UTİ20T kaplamasız kesici takımlar ile yapılan kesme deneylerinde; kesme

hızının takım ömrüne ilerlemeden daha fazla etkisi olduğu ortaya çıkmıştır.

CVD yöntemi ile TiCN/Al2O

3 /TiN koruyucu kaplamalı UC6010 kesici takımlar

kullanılarak 2,5 mm sabit kesme derinliği değerinde beş farklı kesme hızı, üç ayrı

ilerleme değerinde yapılan deneyler sonucunda elde edilen takım ömürleri Şekil

7.2’de gösterilmiştir.

77

y(f=0,15) = 0,0012x2 - 0,978x + 207,63R2 = 0,9618

y(f=0,25) = 0,001x2 - 0,8223x + 166,04R2 = 0,9947

y(f=0,35) = 0,0007x2 - 0,5681x + 108,94R2 = 0,9608

0

15

30

45

60

75

90

105

150 200 250 300 350 400Kesme Hızı (V) m/min

Takı

m Ö

mrü

(T)

daki

kaf=0,15 f=0,25 f=0,35Polinom (f=0,15) Polinom (f=0,25) Polinom (f=0,35)

Şekil 7.2. UC6010 kesici uca ait takım ömrü-kesme hızı ilişkisi (V-T) [46]

Şekil 7.2 den görüldüğü üzere UTİ20T kesici takımda olduğu gibi bu kesici takımda

da en uzun takım ömrüne V=150 m/min kesme hızı ve f=0,15 mm/rev ilerleme

değerinde (88 dakika) ulaşılmıştır. 0,15 mm/rev ilerleme değerinde kesme hızının

150 m/min’den 200 m/min’ne çıkarılması ile takım ömründe %42,8 azalma meydana

gelmiştir. 0,15 mm/rev ilerleme değerinde 200 m/min ile 250 m/min kesme hızı

aralığında, kesme hızının (%25) artışı takım ömrünü %12,52 azaltmıştır. Bu değer

0,25 mm/rev ilerleme değeri için %31,25’ dir. 0,35 mm/rev ilerleme değeri için

%20,4 bulunmuştur. Bu kesici takıma ait yapılan deneylerde takım ömründe 150

m/min kesme hızı değerinden 200 m/min kesme hızı değerine kadar kesme hızı etkili

olmuştur. 200 m/min ile 250 m/min kesme hızı aralığındaki artışta bu etki azalmış

ilerleme değeri daha etkili olmuştur. 250 m/min kesme hızından sonra kesme hızının

etkisi tekrar artmıştır. 0,35 mm/rev ilerleme değerinde 300 m/min kesme hızı

78

değerinde takım ömrü 5 dakikanın altında oluşmuştur. Yine 400 m/min da tüm

ilerleme değerlerinde takım ömürleri 5 dakikanın altında oluşmuştur. UC6010 kesici

takımın UTİ20T kaplamasız kesici takıma göre daha iyi performans sergilemesinin

sebebi, üzerinde mevcut olan üç kat kaplama ile açıklanabilir [26]. Anlatılan bu

durumun muhtemel sebepleri olarak, tüm ilerleme değerleri için 150 m/min kesme

hızı değeri ile 200 m/min kesme hızı aralığındaki artış ile birlikte kesme esnasında

kesici takım kesme kenarından geçen malzeme miktarı ve aşındırıcı taneciklerdir.

Bunun yanında birinci deformasyon bölgesinde oluşan ısı ve ikinci deformasyon

bölgesinde meydana gelen talaş akma hızı ve sürtünme katsayısına bağlı olarak

takım/talaş ara yüzeyindeki yüksek sıcaklıklar ve temas mesafesi aşınmanın

muhtemel sebepleridir. 200 m/min kesme hızında takım ömrü üzerinde ilerleme

değeri daha etkili olmuştur. Muhtemelen artan ilerleme değerleriyle paralel olarak

kesme kuvvetlerinin artmasıdır. Artan kuvvetler ile birlikte kesici takım kesme

kenarına etki eden ısının artışının aşınma mekanizmalarını hızlandırdığı

düşünülmektedir. Ayrıca ilerlemenin artması ile kesici takım kesme kenarından

geçen malzeme ve malzeme içerisindeki aşındırıcı tanecik miktarının artması ile

aşınmanın hızlandığı düşünülmektedir. Kesme hızı 200 m/min ile 250 m/min

aralığında takım ömrü üzerinde daha az etkili olmuştur. Bunun sebebi, bu kesme hızı

aralığında artan sıcaklığa bağlı olarak, deformasyon işleminin kolaylaşması, iş

parçası malzemesinin, kesici kenar ve burun radyusü çevresinde rahat bir şekilde

deforme edilmesi ve akma bölgesinde oluşan yüksek sıcaklıklara bağlı olarak

açıklanabilir [48]. 250 m/min ile 400 m/min aralığındaki kesme hızı artışlarının

takım ömrü üzerindeki olumsuz etkisinin sebebi olarak, kesme esnasında artan kesme

hızı ile birlikte artan ısının ve basıncın etkisine, kesici takım üzerinde bulunan

koruyucu tabakaların etkisini azaltması ve aşınma mekanizmalarının daha etkili bir

şekilde gelişmesi olarak açıklanabilir.

PVD yöntemi ile (Al,Ti)N koruyucu kaplamalı VP15TF kesici takımlar ile 2,5 mm

sabit kesme derinliği değerinde beş farklı kesme hızı, üç ayrı ilerleme değerinde

yapılan deneyler sonucunda elde edilen takım ömürleri Şekil 7.3’de gösterilmiştir.

79

y(f=0,15) = 0,0015x2 - 1,196x + 245,69R2 = 0,957

y(f=0,25) = 0,0013x2 - 0,9747x + 192,03R2 = 0,9927

y(f=0,35) = 0,0009x2 - 0,6747x + 127,28R2 = 0,9711

0

15

30

45

60

75

90

105

120

150 200 250 300 350 400Kesme Hızı (V) m/min

Takı

m Ö

mrü

(T) d

akik

af=0,15 f=0,25 f=0,35Polinom (f=0,15) Polinom (f=0,25) Polinom (f=0,35)

Şekil 7.3. VP15TF kesici uca ait takım ömrü-kesme hızı ilişkisi (V-T) [46]

Şekil 7.2 den görüldüğü üzere hem UTİ20T hem de UC6010 kesici takımda olduğu

gibi bu kesici takımda da en uzun takım ömrüne V=150 m/min kesme hızı ve f=0,15

mm/rev ilerleme değerinde (102 dakika) ulaşılmıştır. Bu kesici takıma ait yapılan

deneylerde takım ömründe 150 m/min kesme hızı değerinden 200 m/min kesme hızı

değerine kadar (%46 azalma) kesme hızı etkili olmuştur. 200 m/min ile 250 m/min

kesme hızı aralığındaki artışta (%9 azalma) bu etki azalmış ilerleme hızı daha etkili

olmuştur. V=200 m/min kesme hızı değerinde ilerleme 0,15 mm/rev’den 0,25

mm/rev’ e (%66) arttırıldığı zaman takım ömründe %21 azalma meydana gelmiştir.

250 m/min kesme hızından sonra kesme hızının takım ömrü üzerindeki olumsuz

etkisi tekrar artmıştır. 0,35 mm/rev ilerleme değerinde 300 m/min kesme hızı

değerinde takım ömürü 5 dakikanın altında oluşmuştur. Yine 400 m/min da tüm

ilerleme değerlerinde takım ömürleri 5 dakikanın altında oluşmuştur.

Tahminen üç ilerleme değerleri için 150 m/min kesme hızı ile 200 m/min kesme hızı

aralığındaki artış ile birlikte kesme esnasında kesici takım kesme kenarından geçen

80

malzeme miktarı ve aşındırıcı taneciklerdir. Bunun yanında birincil deformasyon

bölgesinde oluşan ısı ve ikincil deformasyon bölgesindeki talaş akma hızı ile

sürtünme katsayısına bağlı olarak takım/talaş ara yüzeyindeki yüksek sıcaklıklar ve

temas mesafesi aşınmanın muhtemel sebepleridir. 200 m/min kesme hızında takım

ömrü üzerinde ilerleme değeri daha etkili olmuştur. Burada, muhtemelen artan

ilerlemeye paralel olarak kesme kuvvetlerinin arttığı düşünülmektedir. Artan

kuvvetler ile birlikte kesici takım kesme kenarına etki eden ısının artışının aşınma

mekanizmalarını hızlandırdığı düşünülmektedir. Ayrıca ilerlemenin artması ile kesici

takım kesme kenarından geçen malzeme ve malzeme içerisindeki aşındırıcı tanecik

miktarının artması ile aşınmanın hızlandığı düşünülmektedir. 200 m/min ile 250

m/min aralığında kesme hızı takım ömrü üzerinde daha az etkili olmuştur. Bunun

sebebi bu kesme hızı aralığında artan sıcaklığa bağlı olarak, deformasyon işleminin

kolaylaşması, iş parçası malzemesinin, kesici kenar ve burun radyüsü çevresinde

rahat bir şekilde deforme edilmesi ve akma bölgesinde meydana gelen yüksek

sıcaklıklar ile açıklanabilir [48]. 250 m/min ile 400 m/min aralığındaki kesme hızı

artışlarının takım ömrü üzerindeki olumsuz etkisinin sebebi kesme esnasında artan

ısının ve basıncın etkisine karşı kesici takım üzerinde bulunan koruyucu tabakaların

etkisini azaltması ve aşınma mekanizmalarının daha etkili bir şekilde gelişmesi ile

açıklanabilir. Bununla birlikte vanadyum mikroalaşımlı orta karbonlu çeliğin tane

sınırlarına yerleşmiş karbür ve nitrür çökeltilerinin aşınmaya etkisinden söz etmek

mümkündür [34]. Tane sınırına yerleşerek dislakosyonların hareketini engelleyen

karbür ve nitrür çökeltilerinin kesme esnasında takım-talaş ara yüzeyinde kesici

takım üzerinde sürtünme aşınması mekanizmasının etkisiyle takım ömrünün

azalmasına neden olduğu düşünülmektedir. Ayrıca çökeltilerin dislokasyon

hareketlerini zorlaştırması ile sıcaklıklar artacak ve bu da takım ömründe bir azalma

etkisi yaratacaktır. Bu sebeplere bağlı olarak en uzun takım ömrü değeri VP15TF

kesici uç ile elde edilmiş olup, bunun nedeni olarak kesici ucun PVD yöntemi ile

(Al,Ti)N kaplanmış bir uç tipi olması gösterilebilir. (Al,Ti)N kaplamanın yüksek

basınç ve sıcaklık değerlerine karşı direncinin iyi olduğu bilinmektedir [49,50].

81

7.3. Kaldırılan Talaş Hacmi – Takım Ömrü İlişkisi

UTİ20T kaplamasız kesici takımlar ile yapılan deneyler sonucunda yanak aşınma

miktarı VBB =0,2mm aşınma değeri kriteri için takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi

ilişkisi Şekil 7.4’de verilmiştir.

V=150

V=200

V=250V=300

V=150

V=200

V=150

y(f=0,15) = -0,2089x2 + 21,848x + 35,215R2 = 0,9966

y(f=0,25) = -0,5392x2 + 37,619x + 15,257R2 = 1

y(f=0,35) = 3,1337x2 + 26,048x + 16,976R2 = 0,9997

0

100

200

300

400

500

0 5 10 15 20 25 30Takım Ömrü (T) dakika

kaldırı

lan

talaş

hacm

i

cm3

f=0,15 f=0,25 f=0,35Polinom ( f=0,15) Polinom (f=0,25) Polinom (f=0,35)

Şekil 7.4. UTİ20T kesici uca ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi [46]

Şekil 7.4’de görüldüğü gibi en iyi takım ömrü performansı (15,5 dakika) kaldırılan

talaş hacmi (468,8 cm3) açısından değerlendirildiği zaman V=150 m/min kesme hızı

ve f=0,25 mm/rev ilerleme değerlerinde oluşmuştur. En uzun işleme zamanı (24,4

dakika) kriteri açısından (444 cm3) takım ömrü performansı V=150 m/min kesme

hızı ve f=0,15 ilerleme derlerinde elde edilmiştir. Şekil 7.4’ten anlaşılacağı gibi

takım ömrü sadece işleme zamanı olarak değil kesici takımın kaldırmış olduğu en

fazla talaş hacmi olarak da değerlendirilebilir.

82

CVD yöntemi ile TiCN/Al2O

3 /TiN koruyucu kaplamalı UC6010 kesici takımlar ile

yapılan deneyler sonucunda, yanak aşınma miktarı VBB =0,2 mm aşınma değeri

kriteri için takım ömrü-kaldırılan talaş kacmi ilişkisi Şekil 7.5’de verilmiştir.

V=300

V=400

V=200

V=150

V=250

V=300

V=150

V=200

V=250

V=250 V=200

V=150

y(f =0,15) = -0,2056x2 + 35,235x + 62,741R2 = 0,9831

y(f =0,25) = -0,4223x2 + 56,531x + 76,225R2 = 0,996

y(f =0,35) = -0,8517x2 + 75,388x + 70,474R2 = 0,9906

0

500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100Takım Ömrü (T) dakika

kaldırı

lan

talaş

hacm

i c

m3

f=0,15 f=0,25 f=0,35Polinom (f=0,15) Polinom (f=0,25) Polinom (f=0,35)

Şekil 7.5. UC6010 kesici uca ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi [46]

Şekil 7.5’de en iyi takım ömrü performansı (66,2 dakika) kaldırılan talaş hacmi

(1981 cm3) açısından değerlendirildiği zaman, V=150 m/min kesme hızı ve f=0,25

mm/rev ilerleme değerlerinde elde edilmiştir. İşleme zamanı (88 dakika) baz

alındığında (1581 cm3) takım ömrü performansı V=150 m/min kesme hızı ve f=0,15

ilerleme değerlerinde elde edilmiştir. Aynı aşınma miktarı ve kaldırılan talaş hacmi

dikkate alınarak bir değerlendirme yapılacak olursa, V=200 m/min ve f=0,25 mm/rev

değerlerinde 1595 cm3 (40 dakika) talaş kaldırılmış, V=150 m/min ve f=0,15 mm/rev

değerlerinde 1581 cm3 (88 dakika) talaş kaldırılmıştır. Sonuç olarak V=200 m/min

ve f=0,25 mm/rev değerlerinde % 54 zamandan tasarruf elde edilmiş olur.

83

PVD yöntemi ile (Al,Ti)N koruyucu kaplamalı VP15TF kesici takımlar ile yapılan

deneyler sonucunda yanak aşınma miktarı VBB =0,2 mm aşınma değeri kriteri için

takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi Şekil 7.6’da verilmiştir.

V=250

V=200

V=150

V=300

V=400

V=300

V=200

V=150

V=250

V=150

V=250 V=200

V=300

y(f=0,15) = -0,1673x2 + 34,3x + 69,7R2 = 0,9814

y(f=0,25) = -0,3433x2 + 54,335x + 97,701R2 = 0,9953

y(f=0,35) = -0,6575x2 + 72,175x + 88,54R2 = 0,9906

0

500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100 120Takım Ömrü (T) dakika

kaldırı

lan

talaş

hacm

i c

m3

f=0,15 f=0,25 f=0,35Polinom (f=0,15) Polinom (f=0,25) Polinom (f=0,35)

Şekil 7.6. VP15TF kesici uca ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi [46]

Şekil 7.6’da görüldüğü gibi diğer iki kesici takımda gözlenen sonuçlar burada da

aynıdır. En iyi takım ömrü performansı (75,4 dakika) kaldırılan talaş hacmi (2256

cm3) açısından değerlendirildiğinde V=150 m/min kesme hızı ve f=0,25 mm/rev

ilerleme değerlerinde elde edilmiştir. İşleme zamanı (102 dakika) baz alındığında

(1834 cm3) takım ömrü performansı V=150 m/min kesme hızı ve f=0,15 ilerleme

değerlerinde elde edilmiştir. Kaldırılan talaş hacmi (%18,7) ve işleme zamanı (%26)

açısından V=150 m/min kesme hızı ve f=0,25 mm/rev ilerleme değerleri

parametreleri avantajlı görünmektedir.

84

Tüm kesici takımların performansının bir arada değerlendirilmesiyle oluşturulan

grafik Şekil 7.7’de verilmiştir.

V=200

V=150

V=250

V=150

V=200

V=250

V=250 V=200

V=150V=150

V=200

V=250V=250

V=150

V=200

V=200V=250

V=150

0

500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100 120

Takım Ömrü (T) dakika

kaldırı

lan

talaş

hacm

i c

m3

UTİ20T f=0,15

UTİ20T f=0,25

UTİ20T f=0,35

UC6010 f=0,15

UC6010 f=0,25

UC6010 f=0,35

VP15TF f=0,15

VP15TF f=0,25

VP15TF f=0,35

Şekil 7.7. Kesici uçların tümüne ait takım ömrü-kaldırılan talaş hacmi ilişkisi [46]

Vanadyum mikroalaşımlı orta karbonlu çelik üzerinde yapılan deneyler sonucunda

maksimum takım ömrü, işleme zamanı açısından incelenecek olursa V=150 m/min

kesme hızı, f=0,15 mm/rev ilerleme ve 102 dakika işleme zamanı ile fiziksel buhar

çökertme yöntemiyle kaplanmış (Al,Ti)N koruyucu katmanlı VP15TF kesici takıma

aittir. Bunu ikinci sırada aynı kesme hızı ve ilerleme değerinde 88 dakika işleme

85

zamanı ile kimyasal buhar çökertme yöntemiyle kaplanmış TiCN/Al2O

3/TiN

koruyucu katmanlara sahip UC6010 kesici takım takip etmektedir. Üçüncü sırada ise

V=150 m/min kesme hızı, f=0,25 mm/rev ilerleme ve 75 dakika işleme zamanıyla

yine VP15TF kesici takıma aittir. Aynı yanak aşınma miktarında kaldırılan talaş

hacmini baz alarak yapılacak olan bir değerlendirmede 2256,3 cm3 talaş hacmi için;

en iyi takım ömrü V=150 m/min kesme hızı, f=0,25 mm/rev ilerleme ve 75 dakika

işleme zamanıyla VP15TF kesici takıma aittir. İkinci sıra 2053,8 cm3 talaş hacmi ile

V=150 m/min kesme hızı, f=0,35 mm/rev ilerleme ve 49 dakika işleme zamanıyla

yine VP15TF kesici takıma aittir. Bunları 1981,3 cm3 talaş hacmi ile V=150 m/min

kesme hızı, f=0,25 mm/rev ilerleme ve 66 dakika işleme zamanıyla yine UC6010

kesici takım izlemiştir. En düşük performansı UTİ20T kaplamasız kesici uç

göstermiştir.

Genel bir değerlendirme yapılacak olursa; Vanadyum mikroalaşımlı orta karbonlu

çeliklerin işlenmesi esnasında en uzun takım ömrü, hem kaldırılan talaş hacmi hem

de işleme zamanı açısından VP15TF kesici uç tipi ile elde edilmiştir. Bunun sebebi

olarak, kesici ucun PVD yöntemi ile (Al,Ti)N kaplanmış bir uç tipi olması

gösterilebilir. (Al,Ti)N kaplamanın yüksek basınç ve sıcaklık değerlerine karşı

direncinin iyi olduğu bilinmektedir [49,50]. Buna bağlı olarak takım ömrü değerinin

arttığı düşünülmektedir. Yapılan deneylerde kullanılan numuneler 125x125 mm kare

malzemeden tornalanarak yuvarlak hale getirilmiş ve kullanılmıştır. Ayrıca

Vanadyum mikroalaşımlı orta karbonlu çeliğin yapısının ferrit + perlit yapıda olması

işleme esnasında kesici ucun yumuşak (ferrit) ve sert (perlit) yapıdan geçmesini

sağlamaktadır. Kesilme esnasında birinci deformasyon bölgesinde oluşan yüksek

sıcaklıkların ferritin yoğun plastik deformasyondan geçmesine neden olduğu,

bununda birinci deformasyon bölgesinde çatlak oluşumunu ve kesmeyi

kolaylaştırdığı bu sayede işlenebilirliği arttırdığı düşünülmektedir [51].

Ayrıca yapılan sürekli tornalama deneyleri esnasında tüm kesme hızı değerlerinde

f=0,15 mm/rev ilerleme değerinde elde edilen talaş dolaşık talaş tipidir. Deneyler

86

esnasında talaş sarması, deney numunesi yüzey kalitesinin de bozulmasına sebep

olmaktadır.

7.4. Yüzey Pürüzlülüğünün Değerlendirilmesi

7.4.1. Kesme hızının yüzey pürüzlülüğüne etkisi

Üç ayrı kesici takım, beş ayrı kesme hızı, üç ayrı ilerleme değeri ve 2,5 mm sabit

derinlik değeri parametreleri ile yapılan deneyler sonucunda oluşan yüzey pürüzlülük

değerleri Çizelge 7.1’de verilmiştir.

Çizelge 7.1. Yüzey pürüzlülük değerleri [46]

Yüzey pürüzlülüğü Ra (µm) Deney

no Kesme derinliği

a (mm) İlerleme

f (mm/rev) Kesme hızı V (m/min) UTİ20T UC6010 VP15TF

1 150 1,36 1,21 1,17 2 200 1,24 0,86 0,99 3 250 0,94 0,83 0,73 4 300 1,10 1,12 0,84 5

0,15

400 1,30 1,30 1,10 6 150 2,74 2,60 2,40 7 200 2,64 2,40 2,20 8 250 2,28 2,25 2,00 9 300 2,36 2,29 2,29

10

0,25

400 2,82 2,60 2,60 11 150 5,44 5,11 5,00 12 200 5,04 4,85 4,75 13 250 4,80 4,70 4,64 14 300 5,00 4,95 4,91 15

2,5

0,35

400 5,25 5,10 5,00

0,15 mm/rev ilerleme değerinde yapılan deneyler sonucu elde edilen verilerden

oluşturulan grafik Şekil 7.8’ de verilmiştir.

87

y(UTİ20T) = 2E-05x2 - 0,0112x + 2,6097R2 = 0,8041

y(UC6010) = -3E-07x3 + 0,0003x2 - 0,0712x + 7,0668R2 = 0,9859

y(VP15TF) = 2E-05x2 - 0,0128x + 2,5927R2 = 0,9148

0,10

0,50

0,90

1,30

1,70

150 200 250 300 350 400Kesme Hızı (V) m/min

Yüz

ey P

ürüz

lülüğü

(Ra)

µm

UTi20T UC6010 VP15TF

Polinom (UTi20T) Polinom (UC6010) Polinom (VP15TF)

Şekil 7.8. f=0,15 mm/rev ilerleme değerinde oluşan Ra yüzey pürüzlülüğü [46]

0,15 mm/rev ilerleme değerinde oluşan yüzey pürüzlülüğü Şekil 7.8’de gözlendiği

gibi, kesme hızının artması ile pürüzlülük değerlerinde, 250 m/min kesme hızına

kadar bir iyileşme göstermektedir. Bu hızdan sonra pürüzlülük tekrar artmaktadır.

0,15 mm/rev ilerleme değerinde en iyi pürüzlülük değeri (0.73 µm) 250 m/min

kesme hızında VP15TF kesici takımla elde edilmiştir. Daha sonra UC6010 ve

UTİ20T kesici takımlarla elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri gelmektedir. 250

m/min kesme hızı değerinde VP15TF kesici takımla elde edilen pürüzlülük değeri

UTİ20T kesici ile elde edilen değerden %22 daha iyidir. Bu durumun VP15TF kesici

üzerinde bulunan koruyucu kaplamanın etkisinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

0,25 mm/rev ilerleme değerinde yapılan deneyler sonucu elde edilen verilerden

oluşturulan grafik Şekil 7.9’ da verilmiştir.

88

y(UTİ20T) = 1E-07x3 - 7E-05x2 + 0,0085x + 2,5885R2 = 0,9124

y(UC6010) = 2E-05x2 - 0,012x + 3,9136R2 = 0,99

y(VP15F) = -1E-07x3 + 0,0001x2 - 0,0409x + 5,9538R2 = 0,9078

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

150 200 250 300 350 400Kesme Hızı (V) m/min

Yüze

y Pü

rüzl

ülüğ

ü (R

a)

µmUTİ20T UC6010 VP15TFPolinom (UTİ20T) Polinom (UC6010) Polinom (VP15TF)

Şekil 7.9. f=0,25 mm/rev ilerleme değerinde oluşan Ra yüzey pürüzlülüğü [46]

Şekil 7.9’da görüldüğü gibi 0,25 mm/rev ilerleme değerinde yüzey pürüzlülüğünde

250 m/min kesme hızına kadar bir iyileşme gözlenmektedir. Daha sonra kesme hızı

arttıkça pürüzlülük değeri tekrar artmaktadır. 0,25 mm/rev ilerleme değerinde en iyi

pürüzlülük değeri (2,00 µm) 250 m/min kesme hızında VP15TF kesici takımla elde

edilmiştir. Daha sonra UC6010 ve ona çok yakın değerlerde UTİ20T kesici

takımlarla elde edilen yüzey pürüzlülük değerleri gelmektedir.

0,35 mm/rev ilerleme değerinde üç ayrı kesici takımla yapılan deneyler sonucunda

elde edilen verilerden oluşturulan grafik Şekil 7.10’ da verilmiştir.

89

y(UTİ20T) = -2E-07x3 + 0,0002x2 - 0,0549x + 10,298R2 = 0,9626

y(UC6010) = -2E-07x3 + 0,0002x2 - 0,0508x + 9,4024R2 = 0,9177

y(VP15TF) = -2E-07x3 + 0,0002x2 - 0,0556x + 9,6027R2 = 0,9143

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

150 200 250 300 350 400Kesme Hızı (V) m/min

Yüze

y Pü

rüzl

ülüğ

ü (R

a)

µm

UTİ20T UC6010 VP15TFPolinom (UTİ20T) Polinom (UC6010) Polinom (VP15TF)

Şekil 7.10. f=0,35 mm/rev ilerleme değerinde oluşan Ra yüzey pürüzlülüğü [46]

Şekil 7.10’da görüldüğü gibi 0,35 mm/rev ilerleme değerinde kullanılan kesici

takımlar için yüzey pürüzlülüğünde 250 m/min kesme hızına kadar iyileşme

gözlenmektedir. Sonrasında kesme hızı arttıkça pürüzlülük değeri tekrar artmaktadır.

0,35 mm/rev ilerleme değerinde en iyi Ra pürüzlülük değeri (4,64 µm) 250 m/min

kesme hızında VP15TF kesici takımla elde edilmiştir. Daha sonra UC6010 ve ona

çok yakın değerlerde UTİ20T kesici takımlarla elde edilen yüzey pürüzlülük

değerleri gelmektedir. VP15TF kesici takım için kesme hızı 150 m/min’den 250

m/min’ne çıkarıldığı zaman kesme hızında %7,7 iyileşme gözlenmiştir.

Üç ayrı kesici takımla yapılan deneyler sonucunda elde edilen verilerden oluşturulan

toplu grafik Şekil 7.11’ de verilmiştir.

90

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Kesme Hızı (V) m/min

Yüz

ey P

ürüz

lülüğü

(Ra)

µm UTi20T f=0,15

UC6010 f=0,15

VP15TF f=0,15

UTİ20T f=0,25

UC6010 f=0,25

VP15TF f=0,25

UTİ20T f=0,35

UC6010 f=0,35

VP15TF f=0,35

Şekil 7.11. İlerleme değerlerinin tamamı için kesme hızına bağlı – Ra yüzey pürüzlülüğü ilişkisi [46]

Şekil 7.11’de görüldüğü gibi üç ayrı ilerleme değerlerinde elde edilen yüzey

pürüzlülükleri karşılaştırıldıklarında şu sonuçlar elde edilmiştir. 0,15 mm/rev

ilerleme değeri için en iyi yüzey pürüzlülük değeri 250 m/min kesme hızı değerinde

Ra=0,73 µm ile VP15TF kesici takıma aittir. Sırasıyla bunu aynı kesme hızı

değerinde Ra=0,83 ve 0,94 µm değerleriyle UC6010 ve UTİ20T kesici uçlar takip

etmiştir. 0,25 mm/rev ilerleme değeri için en iyi yüzey pürüzlülük değeri yine 250

m/min kesme hızı değerinde Ra=2,0 µm ile VP15TF kesici takıma aittir. Sırasıyla

bunu 300 m/min kesme hızı değerinde Ra=2.20 µm ile UTİ20T ve 250 m/min kesme

hızı değerinde Ra=2,25 µm ile UC6010 kesici uçlar takip etmiştir. 0,35 mm/rev

ilerleme değeri için en iyi yüzey pürüzlülük değeri 250 m/min kesme hızı değerinde

Ra=4,64 µm ile VP15TF kesici takıma aittir. Sırasıyla bunu aynı kesme hızı

değerinde Ra=4,7 ve Ra=4,8 µm değerleriyle UC6010 ve UTİ20T kesici uçlar takip

91

etmiştir. Kesici uçlar arasında aynı ilerleme ve kesme hızı değerindeki yüzey

pürüzlülük değerlerinde küçük farklılıklar, kesici üzerindeki kaplamanın sürtünmeye

karşı olan etkisinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Şekil 7.11’de görüldüğü gibi

artan kesme hızı ile birlikte yüzey pürüzlülüklerinde azalmalar görülmüş fakat daha

sonra tekrar artmıştır. Deneylerde genelde 250 m/min. kesme hızına kadar yüzey

pürüzlülüklerinde iyileşme devam etmiştir. Daha sonra artan kesme hızı ile birlikte

yüzey pürüzlülüğünde küçük artışlar yaşanmıştır. Vanadyum mikroalaşımlı orta

karbonlu çeliğin mikroyapısı ferrit + perlit yapıdadır. Kesme hızına bağlı olarak

değişen yüzey pürüzlülüğünün muhtemel sebebi düşük kesme hızlarında kesici ucun

uygulamış olduğu deformasyon hızı ve oranına bağlı olarak ferritin pekleşmesi

sonucu ferrit ile perlit arasındaki dayanım farkının azalması olarak gösterilebilir.

Bunun etkisi ile mikro çatlakların oluşumunun gecikmesi sonucu kesme bölgesinde

sünek yırtılmalardan dolayı yüzey kalitesi olumsuz etkilenmiştir. Kesme hızındaki

artışa bağlı olarak, yüzey pürüzlülüğündeki iyileşme, beklenen bir özellik olup yüzey

pürüzlülüğünü iyileştirmek için kesme hızının arttırılmasının en yaygın yöntem

olduğu bilinmektedir [48]. Kesme hızının artmasıyla (250m/min’e kadar) iyileşen

yüzey pürüzlülüğü’nün sebebi, yüksek hızlarda artan sıcaklığa bağlı olarak kesme

bölgesinde deformasyon işleminin kolaylaşması iş parçası malzemesinin, kesici

kenar ve burun radyüsü çevresinde rahat bir şekilde deforme edilmesi ve bu sayede

herhangi bir yırtılma olmadan şekillendirilebilmesi ile açıklanabilir.

250 m/min’den sonra artan kesme hızı ile kötüleşen yüzey pürüzlülüğünün sebebi;

birinci deformasyon bölgesinde artan kesme hızı ile birlikte ısının artması, ferritin

perlit bantları arasında çok çabuk bir şekilde deforme olarak mikro çatlakların

oluşmasını sağlaması, kesme bölgesinde oluşan mikro çatlaklardan dolayı yüzey

kalitesinin olumsuz etkilenmesi olduğu düşünülmektedir. Ayrıca artan kesme hızına

bağlı olarak oluşan yüksek ısı ve basıncın etkisi ile meydana gelen aşınma

mekanizmaları, kesici takımda meydana gelen pürüzlülük değerini arttırdığı

düşünülmektedir [52].

92

7.4.2. İlerlemenin yüzey pürüzlülüğüne etkisi

Yüzey pürüzlülüğüne etki eden faktörler sıralanacak olursa; ilerleme değeri,

kesicinin uç yarıçapı, kesme hızı, kesme derinliği, iş parçası malzemesi, takım

tezgahının rijitliği gibi vb. etkenler sıralanabilir. Üç ayrı kesici takım ve belirlenmiş

olan kesme parametreleri ile yapılan deneylerde ilerleme değerlerindeki artışla

birlikte pürüzlülük değerleri de artış göstermektedir. Minimum yüzey

pürüzlülüğünün elde edildiği V=250 m/min kesme hızında elde edilen değerlerden

oluşturulan Şekil 7.12’de bu durum gözlenmektedir. Diğer kesme hızı değerlerinde

de benzer durum oluşmaktadır. Bu nedenle sadece en iyi yüzey pürüzlülüğünün elde

edildiği kesme hızı değerinde oluşan yüzey pürüzlülüğü için grafik oluşturulmuştur.

Bu grafiğin diğerlerini de temsil ettiği düşünülmektedir.

V=250 m/min

y(UTİ20T) = 51x2 - 6,2x + 0,7225R2 = 1

y(UC6010) = 51,5x2 - 6,4x + 0,6313R2 = 1

y(VP15TF) = 68,5x2 - 14,7x + 1,3938R2 = 1

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4İlerleme (f) mm/rev

Yüze

y Pü

rüzl

ülüğ

ü (R

a)

µm

UTİ20T UC6010 VP15TF

Polinom (UTİ20T) Polinom (UC6010) Polinom (VP15TF)

Şekil 7.12. 250 m/min kesme hızında ilerleme – Ra yüzey pürüzlülüğü ilişkisi [46]

Şekil 7.12’de görüldüğü gibi VP15TF kesici uç için ilerlemenin 0,15 mm/rev’den

0,25 mm/rev’e çıkarılması ile pürüzlülük değeri %173,9 artmıştır. 0,25 mm/rev’den

93

0,35 mm/rev’e çıkarıldığı zaman pürüzlülük değeri %132 artarak kötüleşmiştir.

İlerlemenin artması ile yüzey pürüzlülük değerinin artması literatür ile paralellik

göstermektedir [28,48,53]. Şekil 7.12’de görüldüğü üzere en iyi yüzey pürüzlülük

değerleri VP15TF kesici uç ile yapılan deneyler sonucunda elde edilmiştir. Bunun

muhtemel sebebi VP15TF kesici ucun koruyucu katmanı olan (Al,Ti)N kaplaması

gösterilebilr. İlerleme değerleri baz alındığında diğer kesici uçlar ile yapılan deneyler

sonucunda elde edilen pürüzlülük değerleri aynı eğilimi sergilemiştir. Yani

ilerlemenin artması ile yüzey pürüzlülük değerleri artmıştır.

94

8. SONUÇ VE ÖNERİLER

8.1. Sonuçlar

Orta karbonlu Vanadyum mikroalaşımlı 38MnVS5 çeliği için yapılan talaş kaldırma

deneyleri sonuçları aşağıdaki gibi özetlenebilir.

• Tüm kesici takımlar için, kesme hızının düşmesiyle, takım ömrü belirgin bir

şekilde artmıştır.

• PVD yöntemi ile kaplanmış (Al,Ti)N koruyucu katmanlı VP15TF kesici takım,

150 m/min kesme hızı değerinde diğer kesici takımlara göre daha yüksek takım ömrü

sergilemiştir.

• İşleme zamanı baz alındığı zaman en iyi takım ömrü 150 m/min kesme hızı ve

0,15 mm/rev ilerleme değerinde VP15TF kesici takımla elde edilmiştir

• Kaldırılan talaş miktarı açısından en iyi takım ömrü 150 m/min kesme hızı ve 0,25

mm/rev ilerleme değerinde yine VP15TF kesici takımla elde edilmiştir

• VP15TF kesici takım, UC6010 kesici takıma göre aynı kesme şartlarında takım

ömründe zaman bazında %16, kaldırılan talaş miktarı bazında %14 artış göstermiştir.

• UTi20T kaplamasız kesici takım yan kenar aşınma kriterine ulaşıncaya kadar

düzenli bir aşınma gözlenmiş, bu aşamadan sonra hızlı bir krater ve yanak aşınması

oluşmuş bu nedenle de takım ömürleri kısa oluşmuştur. Yükselen kesme hızı

değerlerinde ise, her iki aşınma tipi de aktif olmuş ve çok kısa sürelerde takımlar

aşınmıştır.

• VP15TF ve UC6010 kesici takımlarda krater aşınması gözlenmez iken, yan

yüzeyde aşınma kriterine ulaşıncaya kadar düzenli bir aşınma gözlenmiş, kesici

burnunda ve yardımcı kesici kenara yakın yerlerde aşınmalar oluşmuştur. Buna ek

olarak 0,35 mm/rev ilerleme değerinde ve yüksek kesme hızlarında UC6010 kesici

takımda plastik deformasyon gözlenmiştir.

95

• En iyi yüzey pürüzlülüğünün elde edildiği 250 m/min kesme hızında kullanılan

kesici uçların çeşidine göre; en iyi yüzey pürüzlülüğü PVD yöntemi ile kaplanmış

(Al,Ti)N koruyucu katmanlı VP15TF kesici takımla (0,73 µm) elde edilmiştir. Bunu

sırayla CVD yöntemi ile kaplanmış TiCN/Al2O

3/TiN koruyucu katmanlı UC6010

kesici (0,83 µm) ve kaplamasız UTİ20T kesici (0,94 µm) takımlar takip etmiştir.

• En iyi yüzey pürüzlülüğünün elde edildiği 250 m/min kesme hızı değerinde

ilerleme miktarının (0,35 mm/rev) %57,14 azaltılmasıyla (0,15 mm/rev) yüzey

pürüzlülüğünde %84,26 iyileşme sağlanmış, kesme hızının (150 m/min) %66,6

arttırılmasıyla (250 m/min) yüzey pürüzlülüğünde %37,6 iyileşme elde edilmiştir.

• İlerlemenin yüzey pürüzlülüğüne etkisinin kesme hızından daha önemli olduğu

doğrulanmıştır.

• İlerleme ile yüzey pürüzlülüğü arasında doğru orantılı bir ilişki vardır. İlerlemenin

artmasıyla, yüzey pürüzlülüğü de artmıştır.

• Kesme hızı ile yüzey pürüzlülüğü arasındaki ilişki 250 m/min kesme hızına kadar

ters orantılı, bu hızdan sonra doğru orantılı olarak gelişmektedir.

8.2. Öneriler

Yapılan çalışmada orta karbonlu Vanadyum mikroalaşımlı çeliğin işlenebilirliği

takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğü açısından değerlendirilmiştir. Bu çalışmaya ek

olarak aşağıdaki çalışmalar yapılabilir:

• Bu çalışmada işlenebilirlik kriterlerinden sadece takım ömrü ve yüzey

pürüzlülüğü değerlendirilmiştir. Numune sayısı arttırılmak suretiyle kesme

kuvvetleri, talaş oluşumu, BUE eğilimi gibi kriterlerin de belirlenmesi mümkündür.

• Benzer bir çalışma yapılarak kesme parametrelerinin optimizasyonu ile uygun

takım geometrisi ve takım sınıfının seçimi için kriterler belirlenebilir.

• Malzemenin mekanik özelliklerine bağlı aşınma dirençleri tespit edilebilir.

96

• Farklı Vanadyum miktarı içeren çelikler kullanılarak yapılacak deneylerde

Vanadyum elementinin işlenebilirlik üzerine etkileri araştırılabilir.

• Deney numunelerine ısıl işlem uygulanarak mikro yapıları değiştirilebilir ve

uygulanan ısıl işlemlerin işlenebilirlik üzerindeki etkileri araştırılabilir.

97

KAYNAKLAR

1. Karabulut, H., “Mikroalaşımlı Çeliklerde Yaşlanma Sertleşmesinin Mekanik Özelliklere Etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, Zonguldak, 3-49 (2003).

2. Davis, C.L., Balart, M.J., Strangwood, M., “Fracture Behaviour In Medium-

Carbon Ti–V–N And V–N Microalloyed Ferritic-Pearlitic And Bainitic Forging Steels With Enhanced Machinability”, Materials Science and Engineering A”, 328 : 48-57 (2002).

3. Ollilainen, V.; Lahti, I.; Pontinen, H.; Heiskala, E., “Machinablity Comparasion

When Substituting Microalloyed Forging Steel For Quenched and Tempered Steel”, Fundamentals of Microalloying Forging Steels, Proceedings of an International Symposium, Golden, CO, USA, 461-474 (1987).

4. Sampei, T., Shiraga, T., Matsumoto, K., Ishizaki, S., Kido, H., “Machinability

Of Microalloyed Bar Steels For Hot Forged Components Without Subsequent Heat Treatment”, NKK Technical Review, 59 : 44-52, (1990).

5. Matsushima, Y., Nakamura, M., Takeshita, H., Akiba, S., “Improvement Of

Drilling Machinability Of Microalloyed Steel”, KOBELCO Technology Review, 17 : 38-43 (1994).

6. Bhattacharya, D., “Machinability of a medium carbon microalloyed bar steel”,

Metallurgical Soc of AIME, 62 : 475-490 (1987).

7. Ollilainen, V., Hurmola, H., “Mechanical Properties and Machinability of a High Strength, Medium Carbon, Microalloyed Steel”, Sel of Mater for Serv Environ, 1 : 18-31 (1987).

8. Bhattacharya, D., “Effect Of Reduction Ratio On The Machinability Of A

Medium Carbon Microalloyed Steel”, Journal of Materials Engineering and Performance, 3(4) : 484-489 (1994).

9. Davies, T. D., Hurd, N. J., Irving, P. E., “Fatigue And Machinability

Performance Of Air Cooled Forging Steels”, Metallurgical Soc of AIME, 62: 435-460 (1987).

10. Ashraf, J., Kabiru A., O., “Turning of High Strength Steel Alloy With PVD-

And CVD-Coated Inserts”, ASTM Special Technical Publication, 1362: 71-85, (1999).

11. Winkler, H., “Machinability Of Low-Alloy Carbon Steels After Controlled

Cooling”, Fortschritt-Berichte der VDI-Zeitschriften, Reihe 2: Betriebstechnik, 56 : 138 (1983).

98

12. Reh, B., Voigt, W., Finger, U., Schultz, W., “Development Of A Microalloyed Free-Cutting Steel”, Neue Huette, December, 24 (12) : 451-454 (1979).

13. Inoue, K., Nakamura, S., “Influence Of Chemical Compositions On Toughness

Of Ferrite-Pearlite Type Microalloyed Steel”, Proceedings of the 1996 Symposium on Fundamentals and Applications of Microalloying Forging Steels, Golden, CO, USA, 345-355, (1996).

14. Brandis, H., Huchtemann, B., Schmidt, W., “Effect Of The Forming Conditions

On The Mechanical Properties Of The Microalloyed Pearlitic Steels”, Thyssen Edelstahl Technische Berichte, 14 (2) : 135-142 (1988).

15. Chakrabarti, A.K., Chattopadhyay, A.B., “A Study On Hot Forged Low Carbon

Steels”, Transactions of the Indian Institute of Metals, December, 53 : 611-616 (2000).

16. Krishnadev, M. R., Bouchard, R., Romhanyi, K., Voyzelle, B., “Fracture-

Microstructure-Mechanical Property Relations In An Advanced HSLA Steel”, Microstructural Science, 14 : 189-203 (1987).

17. Zhao, P., Zhang, X., Patterson, A., Boyd, D., “Thermomechanical Processing

And Inclusion Engineering Of Microalloyed Forging Steels”, Microalloyed Steels 2002, 1: ASM International, Ohio, United States, 141-147 (2002).

18. Ollilainen, V., Kasprzak, W., Holappa L., “The Effect Of Silicon, Vanadium

And Nitrogen On The Microstructure And Hardness Of Air Cooled Medium Carbon Low Alloy Steels”, Journal Of Materials Processing Technology, March, 134 (3) : 405-412 (2003).

19. Nakamura, S., Mizuno, K., Matsubara, T., Sato, Y., “Development Of High

Fatigue Strength Free Machining Microalloyed Steel For Connecting Rods”, New Engine Design and Engine Component Technology, 972 :, SAE Special Publications, Detroit, Michigan, 23-30 (1993).

20. Boehnke, K., Engineer, S., Fleischer, H. J., Schueler, V., “Effect Of Sulfur,

Sulfur With Tellurium As Well As Sulfur With Calcium On Machinability And Mechanical Properties Of Some Stainless Steels With Different Microstructures”, Thyssen Edelstahl Technische Berichte, December, 10( 2) : 158-173 (1984).

21. Abukhshim, N.A., Mativenga, P.T., Sheikh, M.A., “Investigation Of Heat

Partition In High Speed Turning Of High Strength Alloy Steel”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, December, 45(15) : 1687-1695 (2005).

99

22. Dhar, N. R., Paul, S., Chattopadhyay, A. B., “Machining Of AISI 4140 Steel Under Cryogenic Cooling—Tool Wear, Surface Roughness And Dimensional Deviation”, Journal of Materials Processing Technology, May, 123 (3) : 483-489 (2002).

23. Harju, E., Kivivuori, S., Korhonen, A. S., “Formation Of A Wear Resistant

Non-Metallic Protective Layer On PVD-Coated Cutting And Forming Tools”, Surface and Coatings Technology , February, 112 (1-3) : 98-102 (1999).

24. Harju, E., Korhonen, A. S., Jiang, L., Ristolainen, E., “Effect Of Work Material

Composition On The Wear Life Of TiN-Coated Tools”, Surface and Coatings Technology, November, 85( 3) : 189-203 (1996).

25. Kankaanpaa, H., Pontinen, H., Korhonen, A. S., “Machinability Of Calcium-

Treated Steels Using TiN-Coated High-Speed Steel Tools”, Materials Science and Technology, Feb, 3 ( 2) : 155-158 (1987).

26. Motorcu, A. R., Şahin, Y., “Sertleştirilmiş AISI 1040 Çeliğinin Seramik Kesici

Takımla İşlenmesinde Yüzey Pürüzlülüğünün Taguchi Metodu İle Değerlendirilmesi”, On Birinci Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, Antalya, Türkiye, 13 - 15 Ekim, 1-13 (2004).

27. Motorcu, A. R., Şahin, Y., “AISI 4140 Çeliğinin Farklı Kaplamalı Karbür Ve

Sermet Kesici Takımlarla İşlenebilirliği”, On Birinci Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, Antalya, Türkiye, 13 - 15 Ekim, 1-13 (2004).

28. Kılıçlı, V., Motorcu, A. R., Erdoğan M., Şahin, Y., “Farklı Mikroyapılara Sahip

AISI 4140 Çeliğinin İşlenmesinde Yüzey Pürüzlülüğü Ve Talaş Atılabilirliğinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, On Birinci Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, Antalya, Türkiye, 13 - 15 Ekim, 1-15 (2004).

29. Topateş, T., “Mikroalaşımlı Çeliklerin Termomekanik İşlemi Sırasında Değişen

Proses Parametrelerinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi”, Y.Lisans Tezi, Y.T.Ü. Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İstanbul, 8-40 (1995).

30. Çeviker, I., “Mikroalaşımlı Dövme Çeliklerde Mikroyapısal Karakterizasyon ve

Mikroyapı-Mekanik Özellikler İlişkisi”, Y.Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 6-30 (1991).

31. Tekin, E., “Modern Yapı Çelikleri Eğitim Semineri”, Metalurji Mühendisliği

Bölümü, ODTÜ-Sem, Ankara, 92 (1995).

32. Pickering, F.B., “High Strength Low Alloy Steels A Decade of Progres”, Microalloying 75 Proceedings, 3-21 (1975).

100

33. Koltuk, F., “Mikroalaşımlı Çeliklerin İkincil Sıcak Şekillendirlmesinde Özelliklerin Optimizasyonunun İncelenmesi”, Doktora Tezi, Y.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Metalurji Ana Bilim Dalı, İstanbul, 3-66 (1996).

34. Asil Çelik, “Mikroalaşımlama”, Teknik Yayın, 11 : 2-22 (1994).

35. Metalls Handbook, “Properties and Selections”, Volume 1 Tenth Edition, ASM

International Publ. 398-410 (1994).

36. Gündüz, S., “Strain Ageing Phenomena In Microalloyed Steels”, Ph.D. Thesis, University of Leeds, 1-60 (2000).

37. Gladman, T., “Physical Metallurgy of Microalloyed Medium Carbon

Engineering Steels”, Ironmaking and Steelmaking, 16, 241 (1989).

38. Tekin, E., “Modern Yapı Çelikleri Eğitim Semineri”, Metalurji Mühendisliği Bölümü, ODTÜ-Sem, Ankara, 92 (1995).

39. Bakkaloğlu,A. “Mikroalaşımlı Çeliklerin Termomekanik İşlemleri ve Özellikler

Üzerinde Proses Parametrelerinin ve Rekristalizasyonun Etkisi”, 6.Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi 21-23 Eylül, ODTÜ, Ankara, 263-267 (1994).

40. Şahin,Y., “Talaş Kaldırma Prensipler 1”, Nobel Yayın Dağıtım, Ankara,

146,147-148 (2000).

41. Aydın, B., “AA2014 Alaşımında Yaşlandırma Isıl İşleminin İşlenebilirlik Özellikleri Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 4-33 (2002).

42. Kasap, M., “AISI Östenitik Paslanmaz Çeliklerin İşlenebilirliğinde En Uygun

Kesme Parametrelerinin ve İşleme Şartlarının Deneysel Olarak Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 19-30 (2001).

43. Güllü, A., “Silindirik Taşlamada İstenen Yüzey Pürüzlülüğünü Elde Etmek İçin

Taşlama Parametrelerinin Bilgisayar Yardımıyla Optimizasyonu”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 32 (1995).

44. Aşkun, Y., “Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirlerin

İşlenebilirliğinin Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Açısından Değerlendirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 25-37 (2001).

45. Malzemenin Özellikleri, Asil Çelik, Bursa, (2006)

101

46. Şan, S. Arşivinde, (2007)

47. Habalı, K., Gökkaya, H., “Kaplamasız Sementit Karbür Kesici Takımlarda Takım-Talaş Ara Yüzey Sıcaklığının Deneysel Olarak Araştırılması”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11 (1) : 115-121 (2005).

48. Gökkaya, H., Sur, G., Dilipak, H., “PVD ve CVD Kaplamalı Sementit Karbür

Kesici Takımların İşleme Parameterlerine Bağlı Olarak Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, Teknoloji Dergisi, 7 (3) : 473-478 (2004).

49. Göbel, T., Menzel, S., Hecker, M., Brückner, W., Wetzig, K., Genzel, C., “

Stress measurements in thermal loaded (Ti, Al)N hard coatings”, Proceedings of the 7th International Conference on Plasma Surface Engineering, Garmisch-Partenkirchen, Germany, September, 17-21 (2000).

50. Savaşkan, M. “Deney Tasarımı Yöntemlerinin Karşılaştırmalı Kullanımı İle

İnce Sert Seramik Kaplı Matkap Uçlarının Performans Değerlendirmesi Ve Optimizasyonu” Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitiüsü, İstanbul, 60-100 (2003).

51. Yeşil, H., “Düşük Karbonlu Çelik Malzemelerde Haddeleme Yön ve Miktarının

İşlenebilirlik Üzerine Etkileri”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 43-66 (2003).

52. Çiftçi, İ., “Östenitik Paslanmaz Çeliklerin İşlenmesinde Kesici Takım

Kaplamasının ve Kesme Hızının Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20 (2) : 205-209 (2005).

53. Can, A., “AISI 5140 Çeliğinin Sermet, PVD ile TiAlN – CVD ile TiN

Kaplanmış Kesici Uçlarla Tornalanmasında Kesme Değişkenleri, Kaplama Cinsi veTakım Aşınmasının Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Deneysel İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi ÜniversitesiFen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 60-100 (2003).

102

EKLER

103

EK-1 Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.1. UTİ20T kesici için V=150 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler

[46]

Çizelge 1.2. UTİ20T kesici için V=200 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:67 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:2 İş parçasının uzunluğu:258 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 62 1 0,05 24,2 2 118 3 0,12 48,5 3 113 6 0,16 73,6 burunda 0,19 aşınma 4 113 8 0,2 49,1 burunda 0,25 aşınma, etkin krater

aşınması gözlendi 5 108 10 0,21 49,7 burunda 0,28 aşınma 6 103 12 0,23 49,8 7 103 13 0,24 25,1 8 103 15 0,28 49,5 9 98 17 0,31 49,7 burunda 0,55 aşınma

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:72,6 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:1 İş parçasının uzunluğu:223 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 62,6 3 0,05 56,6 2 57,6 5 0,08 38,2 3 47,6 8 0,1 57,4 4 32,6 12 0,13 78 5 118 15 0,14 55,7 6 113 20 0,165 92,1 7 103 25 0,21 92,3 8 98 30 0,25 92,2 9 88 35 0,26 92,5 10 78 40 0,29 92,6 11 68 45 0,305 93,4

104

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.3 UTİ20T kesici için V=250 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Çizelge 1.4. UTİ20T kesici için V=300 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:60 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:4 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 52,5 0,5 0,1 20,5 2 47,5 1 0,18 20,4 3 42,5 1,5 0,22 20,5 4 32,5 3 0,25 59,9 5 27,5 3,35 0,35 20,4 kesici kenarda kırılma

Çizelge 1.5. UTİ20T kesici için V=400 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:45 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:3 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 38 1 0,08 32,9 2 28 2 0,17 33,6 3 117,5 4 0,24 62,4 4 112,5 6 0,29 62,4 burunda kırılma 0,98

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:113 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:5 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 112,5 0,1 0,14 7,2 2 112,5 0,5 0,24 21,3

105

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.6. UTİ20T kesici için V=150 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:115 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:6 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 113 3 0,075 93 2 108 5 0,1 62,4 3 92,5 7 0,115 62,7 4 82,5 10 0,14 93,7 5 72,5 13 0,17 93,9 6 62,5 15 0,18 63,4 burunda ve yardımcı kesici

kenarda aşınma 7 52,5 17,5 0,375 79,6 ksici uçta kırılma

Çizelge 1.7. UTİ20T kesici için V=200 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:93 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:7 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 93 1 0,09 42,7 2 88 2 0,135 42,8 3 102,5 2,5 0,2 22,3 4 97,5 3 0,21 22,3 5 97,5 4 0,24 43,8 6 92,5 5 0,28 43,9 7 87,5 6 0,32 42,8 burunda 0,44 aşınma

106

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.8. UTİ20T kesici için V=250 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:82,5 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:1 Kenar No:8 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 82,5 0,5 0,14 27,6 2 82,5 1 0,3 27,6

Çizelge 1.9. UTİ20T kesici için V=300 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:77,5 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:9 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 77,5 0,1 0,05 9,2 2 77,5 0,5 0,335 27,6

Çizelge 1.10. UTİ20T kesici için V=400 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:77,5 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:10 İş parçasının uzunluğu:225 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 77,5 0,1 0,06 12,2 2 77,5 0,3 0,56 20,4

107

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.11. UTİ20T kesici için V=150 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:123,6 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:11 İş parçasının uzunluğu:258 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118,6 1 0,07 44,5 2 113,6 2 0,1 44,7 3 113,6 3 0,13 44,7 4 108,6 4 0,19 44,7 5 108,6 4,5 0,21 23,3 6 108,6 5 0,23 23,3 7 103,6 5,5 0,25 23,3 8 103,6 6 0,26 23,3 9 103,6 6,5 0,285 23,3 10 98,6 7 23,3 kesici uç kırıldı

Çizelge 1.12. UTİ20T kesici için V=200 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:80 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:12 İş parçasının uzunluğu:258 mm

Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 73 0,5 0,09 31,5 2 73 1 0,26 31,5 3 102,5 1,3 0,33 19,9

108

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.13. UTİ20T kesici için V=250 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler

[46] Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:107,5 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:13 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 107,5 0,1 0,08 10,5 2 107,5 0,3 0,28 17,6 3 107,5 0,5 0,5 17,6 Kesici uçta aşırı kitle kaybı

Çizelge 1.14. UTİ20T kesici için V=300 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler

[46] Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:107,5 mm

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:14 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 107,5 0,05 0,195 4,7 2 107,5 0,12 0,55 6,3 kesici uçta aşıtı kitle kaybı

Çizelge 1.15 UTİ20T kesici için V=400 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 İşlenmeden önceki çap:80

Kesici Adı:UTi20T Kesici No:2 Kenar No:15 İş parçasının uzunluğu:258 Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dk.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 105 0,017 0,1 18,8 2 0,033 0,64 18,3

109

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.16. UC6010 kesici için V=150 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler

[46] Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:68 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:1 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 68 2 0,02 37,9 2 48 10 0,035 189,1 3 113 20 0,05 183,6 4 103 30 0,055 184,1 5 88 40 0,065 184,8 6 78 45 0,08 91,6 7 53 55 0,105 187,3 8 120 65 0,135 183,4 9 115 75 0,16 183,6 10 105 85 0,195 184,1 11 95 95 0,21 184 12 80 105 0,235 184,6 13 70 110 0,265 93,5

Çizelge 1.17. UC6010 kesici için V=200 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler

[46] Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:78 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:2 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 78 2 0,04 50,3 2 73 3 0,05 25,9 3 63 6 0,05 75,7 4 53 9 0,06 76,2 5 43 12 0,06 77 6 28 15 0,08 78,5 7 113 25 0,11 244 8 103 35 0,14 245,3 9 93 45 0,18 245,9 10 83 55 0,22 245,8 11 68 65 0,27 246,8

110

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.18. UC6010 kesici için V=250 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:63 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:3 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 63 1 0,02 32,4 2 63 2 0,03 32,4 3 58 6 0,06 154,3 4 35 10 0,08 129,4 5 112 15 0,1 153,7 6 102 20 0,13 154,1 7 92 30 0,15 154,5 8 77 40 0,18 155,4 9 62 45 0,21 154,8

Çizelge 1.19. UC6010 kesici için V=300 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:73 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:4 İş parçasının uzunluğu:260,5 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 73 1 0,035 37,4 2 73 2 0,045 37,4 3 63 3,5 0,055 56,5 4 58 5 0,08 56,3 5 48 7 0,1 75,8 6 28 10 0,13 117,4 7 118 15 0,18 183,8 8 103 18,5 0,23 128,7

111

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.20. UC6010 kesici için V=400 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:98 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:5 İş parçasının uzunluğu:260,5 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 98 0,5 0,04 25,1 2 98 1 0,07 25,1 3 93 2 0,11 49,2 4 88 3 0,19 49,1 5 88 3,5 0,22 24,9 6 83 4 0,29 24,6

Çizelge 1.21. UC6010 kesici için V=150 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:78 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:6 İş parçasının uzunluğu:260,5 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 78 2 0,02 62,4 2 68 5 0,035 93,4 3 58 10 0,045 155,8 4 118 15 0,05 152,4 5 108 17,5 0,055 76,5 6 103 20 0,06 76,5 7 98 30 0,1 306,5 8 68 40 0,13 310,2 9 118 50 0,15 304,9 10 98 60 0,18 306,5 11 68 70 0,21 310,2

112

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.22. UC6010 kesici için V=200 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:7 İş parçasının uzunluğu:260 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 1 0,03 40,7 2 118 3 0,04 81,3 3 113 5 0,05 81,7 4 103 10 0,06 204,4 5 88 20 0,09 409,3 6 118 30 0,15 406,7 7 98 35 0,18 204,5 8 78 40 0,2 205,3 9 58 45 0,25 208

Çizelge 1.23. UC6010 kesici için V=250 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:1 Kenar No:8 İş parçasının uzunluğu:260 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 1 0,03 51,2 2 118 3 0,04 101,8 3 108 5 0,06 102,2 4 103 10 0,1 254,8 5 93 16 0,12 306,8 6 68 21 0,14 258,2 7 120 25 0,18 203,7 8 110 30 0,22 254,5

113

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.24. UC6010 kesici için V=300 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:90 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:9 İş parçasının uzunluğu:260 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 90 1 0,03 61,5 2 85 3 0,08 123,6 3 75 5 0,12 124 4 65 7 0,15 124 5 50 10 0,19 188,3 6 118 13 0,24 182,9

Çizelge 1.25. UC6010 kesici için V=400 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:108 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:10 İş parçasının uzunluğu:260 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 108 0,067 0,02 5,8 2 108 0,5 0,05 35,4 3 108 1 0,1 40,9 4 103 1,5 0,16 40,9 5 103 2 0,21 40,9 6 98 2,5 0,27 41

114

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.26. UC6010 kesici için V=150 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:98 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:11 İş parçasının uzunluğu:260 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 98 0,5 0,015 21,6 2 98 3 0,035 107 3 88 5 0,045 86 4 83 7 0,05 86,1 5 73 10 0,065 129,5 6 120 20 0,1 426,3 7 95 30 0,15 428,5 8 60 40 0,19 435,2 9 118 48,7 0,295 370,5

Çizelge 1.27. UC6010 kesici için V=200 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:93 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:12 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 93 0,5 0,02 28,7 2 88 5 0,06 257,9 3 68 10 0,07 577,2 4 118 14 0,1 284,4 5 98 15 0,12 57 6 93 17 0,14 114,6 7 83 20 0,17 172,1 8 68 22 0,21 115,6 9 53 25 0,25 174,8 10 118 27 0,29 113,9 11 108 29 0,32 113,8

115

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.28. UC6010 kesici için V=250 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:98 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:13 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 98 0,5 0,03 35,4 2 93 1,5 0,05 71,6 3 88 3 0,06 107,5 4 78 5 0,08 143,9 5 63 8 0,11 217 6 118 10 0,13 142,5 7 108 14 0,17 142,3 8 98 17 0,19 214,3 9 78 20 0,28 215,3 burunda 0,31 aşınma

Çizelge 1.29. UC6010 kesici için V=300 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:58 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:14 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 58 0,5 0,05 43,9 2 53 1 0,07 43,7 3 43 1,37 0,08 33 4 38 1,75 0,085 33,4 5 118 2,5 0,095 64,2 6 113 3 0,12 42,7 7 113 3,5 0,14 42,7 8 108 4 0,155 43,1 9 108 5 0,22 85,6 burunda 0,26 aşınma

116

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.30. UC6010 kesici için V=400 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:103 mm

Kesici Adı:UC6010 Kesici No:2 Kenar No:15 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 103 0,5 0,06 56,6 2 98 1 0,09 56,5 3 93 1,5 0,19 57,3 4 93 1,66 0,29 17,9 burunda 0,265 aşınma

Çizelge 1.31. VP15TF kesici için V=150 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:88 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:1 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 88 3 0,02 55,2 2 83 10 0,025 129,1 3 68 20 0,03 185,6 4 120 30 0,035 182,8 5 110 40 0,04 183,1 6 100 45 0,045 91,7 7 95 55 0,06 91,9 8 85 65 0,08 184,2 9 75 75 0,11 185 10 55 85 0,13 187,2 11 118 95 0,17 182,9 12 103 105 0,21 183,3 13 93 110 0,25 91,9

117

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.32. VP15TF kesici için V=200 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:88 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:2 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 88 3 0,02 73,5 2 78 6 0,03 73,9 3 73 9 0,04 74 4 63 12 0,06 74,5 5 53 15 0,08 74,9 6 120 25 0,1 243,1 7 105 35 0,12 244,3 8 85 45 0,16 245,7 9 65 55 0,2 247,7 10 35 65 0,24 245

Çizelge 1.33. VP15TF kesici için V=250 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:3 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 2 0,02 60,9 2 118 4 0,05 60,9 3 113 6 0,06 60,9 4 108 10 0,07 122,1 5 98 15 0,09 153 6 83 20 0,12 153,7 7 68 30 0,14 309,3 8 118 40 0,16 304,6 9 98 50 0,2 306 10 73 52 0,24 61,7

118

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.34. VP15TF kesici için V=300 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:68 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:4 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 68 1 0,02 37 2 63 2 0,03 37,7 3 58 3,5 0,04 56 4 48 5 0,07 56,6 5 118 7 0,085 73,2 6 113 10 0,15 109,7 7 103 15 0,19 183,3 8 88 20 0,25 184,2 9 73 22,3 0,3 85,1

Çizelge 1.35. VP15TF kesici için V=400 m/min, f=0,15 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,15 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:68 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:5 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 68 0,5 0,03 24,7 2 68 1 0,07 24,7 3 63 2 0,1 49,5 4 58 3 0,17 49,9 5 48 4 0,21 50,4 6 38 4,5 0,24 25,3 7 33 5 0,29 25,9 8 118 5,6 0,32 29,2

119

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.36. VP15TF kesici için V=150 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:6 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 3 0,03 91,3 2 108 5 0,035 61,1 3 103 10 0,04 152,7 4 93 15 0,045 153 5 78 17,5 0,05 76,9 6 73 20 0,055 77,2 7 68 30 0,07 309,3 8 118 40 0,095 304,6 9 98 50 0,12 306 10 73 60 0,14 308,6 11 118 70 0,17 304,6 12 98 75 0,195 153 13 83 77,2 0,215 67,5

Çizelge 1.37. VP15TF kesici için V=200 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:78 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:7 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 78 1 0,02 41,1 2 73 3 0,03 82,3 3 63 5 0,03 82,9 4 118 10 0,05 203 5 108 20 0,07 407,5 6 78 30 0,13 410,6 7 118 35 0,15 203 8 108 40 0,18 203,3 9 93 45 0,21 204,1 10 78 50 0,24 205,3

120

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.38. VP15TF kesici için V=250 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:1 Kenar No:8 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 1 0,03 50,9 2 118 3 0,04 101,5 3 108 5 0,07 101,7 4 98 10 0,09 255 5 78 15 0,11 256,6 6 118 20 0,13 254 7 98 25 0,16 255 8 83 30 0,2 256,5 9 58 35 0,23 258,6

Çizelge 1.39. VP15TF kesici için V=300 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:9 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 1 0,035 60,9 2 118 2 0,05 60,9 3 113 5 0,07 183,1 4 98 7 0,1 122,1 5 88 9 0,13 122,6 6 78 10 0,16 61,8 7 68 12 0,21 123,9 8 58 15 0,27 186,8

121

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.40. VP15TF kesici için V=400 m/min, f=0,25 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,25 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:10 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 0,5 0,03 41 2 118 1 0,05 41 3 113 1,5 0,1 40,4 4 113 2 0,15 40,4 5 108 2,5 0,2 40,9 6 103 3 0,28 40,4

Çizelge 1.41. VP15TF kesici için V=150 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :150 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:98 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:11 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 98 1 0,02 42,7 2 98 3 0,025 85,7 3 93 5 0,03 86 4 83 6,8 0,035 77,4 5 78 10 0,045 137,9 6 63 20 0,08 434,3 7 118 30 0,12 426,3 8 88 40 0,17 429,6 9 118 50 0,21 426,3 10 88 54,5 0,28 193,4

122

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.42. VP15TF kesici için V=200 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :200 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:118 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:12 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 118 1 0,02 56,9 2 118 3 0,03 113,6 3 103 5 0,04 113,9 4 93 10 0,06 286 5 73 15 0,1 287,8 6 43 17 0,12 117,7 7 118 20 0,15 170,5 8 108 25 0,21 285,1 9 98 27 0,25 114,3 10 88 29 0,29 114,3

Çizelge 1.43. VP15TF kesici için V=250 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :250 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:78 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:13 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 78 2 0,04 143,9 2 63 5 0,05 217 3 118 8 0,05 213 4 103 10 0,08 142,4 5 93 12 0,11 143,3 6 83 15 0,14 214,8 7 63 17 0,17 144,9 8 48 19 0,21 146,5 9 118 20 0,28 70,8

123

EK-1 (Devam) Takım aşınması – takım ömrü verileri

Çizelge 1.44. VP15TF kesici için V=300 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :300 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:108 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:14 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 108 1 0,03 85,6 2 103 2 0,045 85,7 3 98 3,7 0,08 145,1 4 88 4 0,11 25,3 5 88 5 0,18 86 6 78 6 0,28 86,1

Çizelge 1.45. VP15TF kesici için V=400 m/min, f=0,35 mm/rev değerleri için veriler [46]

Kesme hızı :400 m/min İlerleme:0,35 mm/rev Talaş

derinliği:2,5 mm

İşlenmeden önceki çap:108 mm

Kesici Adı:VP15TF Kesici No:2 Kenar No:14 İş parçasının uzunluğu:250 mm Ölçme No:

Çap D (mm) Süre t (dak.)

Aşınma VBB (mm)

Talaş Miktarı (cm3)

Düşünceler

1 68 0,5 0,03 43,2 2 63 1 0,07 43,4 3 58 1,17 0,11 15,1 4 58 1,8 0,2 55,2 5 48 2,1 0,28 26,5

124

EK-2 Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.1. UTİ20T kesici için f=0,15 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) UTİ20T

Ra ort 1,36 Ra1 1,34 Ra2 1,36 1 150

Ra3 1,38 Ra ort 1,24 Ra1 1,19 Ra2 1,28 2 200

Ra3 1,22 Ra ort 0,94 Ra1 0,96 Ra2 0,97 3 250

Ra3 0,89 Ra ort 1,1 Ra1 1,09 Ra2 1,12 4 300

Ra3 1,09 Ra ort 1,3 Ra1 1,29 Ra2 1,3 5

2,5 0,15

400

Ra3 1,3

125

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.2. UTİ20T kesici için f=0,25 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) UTİ20T

Ra ort 2,74 Ra1 2,68 Ra2 2,75 6 150

Ra3 2,789 Ra ort 2,64 Ra1 2,62 Ra2 2,66 7 200

Ra3 2,63 Ra ort 2,28 Ra1 2,25 Ra2 2,35 8 250

Ra3 2,25 Ra ort 2,36 Ra1 2,362 Ra2 2,355 9 300

Ra3 2,352 Ra ort 2,82 Ra1 2,865 Ra2 2,789 10

2,5 0,25

400

Ra3 2,806

126

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.3. UTİ20T kesici için f=0,35 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) UTİ20T

Ra ort 5,44 Ra1 5,348 Ra2 5,418 11 150

Ra3 5,553 Ra ort 5,04 Ra1 5,062 Ra2 5,027 12 200

Ra3 5,029 Ra ort 4,8 Ra1 4,729 Ra2 4,81 13 250

Ra3 4,854 Ra ort 5 Ra1 4,98 Ra2 5,02 14 300

Ra3 5,01 Ra ort 5,25 Ra1 5,185 Ra2 5,278 15

2,5 0,35

400

Ra3 5,281

127

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.4. UC6010 kesici için f=0,15 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) UC6010

Ra ort 1,21 Ra1 1,252 Ra2 1,166 1 150

Ra3 1,215 Ra ort 0,86 Ra1 0,849 Ra2 0,862 2 200

Ra3 0,867 Ra ort 0,83 Ra1 0,851 Ra2 0,816 3 250

Ra3 0,833 Ra ort 1,12 Ra1 1,102 Ra2 1,125 4 300

Ra3 1,12 Ra ort 1,3 Ra1 1,307 Ra2 1,302 5

2,5 0,15

400

Ra3 1,3

128

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.5. UC6010 kesici için f=0,25 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) UC6010

Ra ort 2,6 Ra1 2,62 Ra2 2,586 6 150

Ra3 2,589 Ra ort 2,4 Ra1 2,342 Ra2 2,451 7 200

Ra3 2,402 Ra ort 2,25 Ra1 2,247 Ra2 2,277 8 250

Ra3 2,233 Ra ort 2,29 Ra1 2,285 Ra2 2,277 9 300

Ra3 2,293 Ra ort 2,6 Ra1 2,561 Ra2 2,572 10

2,5 0,25

400

Ra3 2,681

129

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.6. UC6010 kesici için f=0,35 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) UC6010

Ra ort 5,11 Ra1 5,105 Ra2 5,093 11 150

Ra3 5,132 Ra ort 4,85 Ra1 4,877 Ra2 4,816 12 200

Ra3 4,845 Ra ort 4,7 Ra1 4,677 Ra2 4,716 13 250

Ra3 4,692 Ra ort 4,95 Ra1 4,977 Ra2 4,916 14 300

Ra3 4,945 Ra ort 5,1 Ra1 5,103 Ra2 5,102 15

2,5 0,35

400

Ra3 5,091

130

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.7. VP15TF kesici için f=0,15 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) VP15TF

Ra ort 1,17 Ra1 1,171 Ra2 1,184 1 150

Ra3 1,164 Ra ort 0,99 Ra1 1,101 Ra2 0,973 2 200

Ra3 0,888 Ra ort 0,73 Ra1 0,756 Ra2 0,728 3 250

Ra3 0,719 Ra ort 0,84 Ra1 0,86 Ra2 0,833 4 300

Ra3 0,823 Ra ort 1,1 Ra1 1,09 Ra2 1,11 5

2,5 0,15

400

Ra3 1,09

131

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.8. VP15TF kesici için f=0,25 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) VP15TF

Ra ort 2,4 Ra1 2,41 Ra2 2,402 6 150

Ra3 2,398 Ra ort 2,2 Ra1 2,202 Ra2 2,19 7 200

Ra3 2,22 Ra ort 2 Ra1 1,952 Ra2 1,925 8 250

Ra3 2,11 Ra ort 2,29 Ra1 2,271 Ra2 2,277 9 300

Ra3 2,314 Ra ort 2,6 Ra1 2,625 Ra2 2,591 10

2,5 0,25

400

Ra3 2,593

132

EK-2 (Devam) Yüzey pürüzlülük değerleri verileri

Çizelge 2.9. VP15TF kesici için f=0,35 mm/rev ilerlemede pürüzlülük verileri [46]

Deney Kesme derinliği İlerleme Kesme hızı

Yüzey pürüzlülüğü

no a (mm) f (mm/rev) V (m/min) Ra (µm) VP15TF

Ra ort 5 Ra1 4,992 Ra2 4,997 11 150

Ra3 5,012 Ra ort 4,75 Ra1 4,772 Ra2 4,745 12 200

Ra3 4,731 Ra ort 4,64 Ra1 4,61 Ra2 4,609 13 250

Ra3 4,692 Ra ort 4,91 Ra1 4,914 Ra2 4,866 14 300

Ra3 4,954 Ra ort 5 Ra1 4,98 Ra2 5,02 15

2,5 0,35

400

Ra3 5,01

133

ÖZGEÇMİŞ

Kişisel Bilgiler Soyadı, adı : ŞAN, Sadi

Uyruğu : T.C.

Doğum tarihi ve yeri : 01.11.1975 Serik

Medeni hali : Evli

Telefon : 0 (312) 796 20 20

Faks : 0 (312) 796 04 16

e-mail : sadisan@hotmail.com

Eğitim Derece Eğitim Birimi Mezuniyet tarihi Lisans Fırat Üniversitesi/ Makine Eğitimi Bölümü 1997

Lise Antalya Teknik Lisesi 1993

İş Deneyimi Yıl Yer Görev

2006- Çayırhan Turgay Ciner ÇPL Müdür Yardımcısı

2004-2006 Çayırhan Turgay Ciner ÇPL Tesviye Öğretmeni

2001-2004 Kilimli And.Mes., Teknik lise ve EML Tesviye Böl.K. Ş.

1999-2001 Kilimli And.Mes., Teknik lise ve EML Tesviye Öğretmeni

1998-1999 Furkan Makine ISO 9000 Grv.

Yabancı Dil

İngilizce

Hobiler

Bilgisayar teknolojileri, Borsa, Voleybol