AISI H13 VE AISI D2 ÇELİKLERİNİN DELİNMESİ ESNASINDA KESME BÖLGESİNDE OLUŞAN SICAKLIĞA KESİCİ TAKIM KAPLAMASININ VE İŞLEME PARAMETRELERİNİN ETKİSİ

Delik delme işleminde, takım ve işlem performansı için sıcaklık önemli bir faktördür. Bu nedenle kesme bölgesinde oluşan sıcaklığın analiz edilmesi işlem performansının tahmin edilebilmesi açısından önemlidir. Bu amaçla, sanayide sıkça kullanılan AISI H13 ve AISI D2 malzemeleri 14 mm çapında kaplamasız ve (AlCrN monolayer) kaplamalı karbür matkaplarla dik işleme merkezinde delinmiştir. Kesme bölgesinde oluşan sıcaklıklar matkapların soğutma kanallarına yerleştirilen ısıl çiftler yardımıyla ölçülmüştür. Deneylerde dört farklı kesme hızı (60, 75, 90 ve 108 m/dak) ve üç farklı ilerleme miktarı (0.15, 0.20 ve 0.25 mm/dev) kullanılmıştır. Deneysel çalışma sonucu, ilerleme miktarı ve kesme hızı artışı sıcaklığın azalmasına yol açmıştır. Kaplamalı matkapların kaplama özelliğinden dolayı ısı iletim katsayısının düşük olması, kaplamalı matkaplarla yapılan işlemlerde sıcaklığın daha fazla olmasına neden olmuştur. Bütün deneylerde, AISI H13 malzemesinin işlenmesi esnasında oluşan sıcaklık değerleri AISI D2 malzemesinin işlenmesi esnasında oluşan sıcaklık değerlerinden daha fazla çıkmıştır. Bu duruma malzemelerin yapısal ve kimyasal farklılıklarının neden olduğu düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Delik delme, AISI H13 çeliği, AISI D2 çeliği, takım kaplaması, sıcaklık ölçümü

PDF

___

Sandvik Coromant Technical Editorial Department, Modern Metal Cutting-A Practical Handbook, Tofters Tryckeri AB, İsveç, XI-8, 1-33, 1994
Şahin, H.M., Acır. A.,“Talaş Kaldırma İşlemlerinde Kesici Takım ve Talaş Arasında Oluşan Sıcaklık Dağılımının Sonlu Farklar Metodu ile Analizi’’, Politeknik Dergisi Journal of Polytechnic, Cilt 6, No 3, 541-549, 2003
Ueda,T., Nozaki, R., Hosokawa, A., “Temperature Measurement of Cutting Edge in Drilling – Effect of OilMist”–,CIRP Annals – Manufacturing Technology, Cilt 56, No 1, 93, 2007.
Ghani, J.A, Choudhury, I.A, Masjuki, H.H., “Performance of P10 TiN Coated Carbide Tools When End Milling AISI H13 Tool Steel at High Cutting Speed”, Journal of Materials Processing Technology, 153-154, 2004.
Umbrello, D.,Rizzuti, S., Outeiro, J.C., Shivpuri, R., M’Saoubi,. R., “Hardness-Based Flow Stress for Numerical Simulation of Hard Machining AISI H13 Tool Steel’’, Journal of Materials Processing Technology, Cilt 199, 64-73, 2008.
Moon, Y. H, Kim, J. W., Lee, D. W., “Machining Characteristics of Electroslag Cast Steel for Hot-Working Tools”, Journal of Materials Processing Technology, 153-154 - 654-659, 2004.
Davim, J. P., Figueira, L., “Machinability Evaluation in Hard Turning of Cold Work Tools Teel (D2) With Ceramic Tools Using Statistical Techniques”, Materials and Design, Cilt 28, 1186-1191, 2007.
Poulachon, G., Bandyopadhyay, B.P., Jawahir, I.S., Pheulpin, S., Seguin, E., “Wear Behavior of CBN Tools While Turning Various Hardened Steels”, Wear, Cilt 256, 302-310, 2004.
Silva, M. B., Wallbank, J.,“Cutting Temperature: Prediction and Measurement Metods-a Review” Journal of MaterialsProcessingTechnology, Cilt 88, 195-202, 1999.
Haan, D. M., Batzer, S. A., Olson, W. W., Sutherland, J. W., “An Experimental Study of Cutting Fluid Effects in Drilling” Journal of Materials Processing Technology, Cilt 71, 305-313, 1997.
Bağci, E., Özcelik, B., “Finite element and experimental investigation of temperature changes on a twistdrill in sequential dry drilling” Int J. Adv. Manufacturing Technology,Cilt 28, 680–687, 2006.
Brandao, L. C., Coelho, R T., Lauro, C. H., “Contribution to Dynamic Characteristics of the Cutting Temperature in the Drilling Process Considering One Dimension Heat Flow’’, Applied Thermal Engineering, Cilt 31, 3806-3813, 2011.
Coz, G. L., Marinescu, A. D., Dudzinski, D., Velnom, L., “Measuring Temperature of Rotating Cutting Tools: Application to MQL Drilling and Dry Milling of Aerospace Alloys”, .Applied Therma Engineering, Cilt 36, 434-441, 2012.
Yağmur, S,. Acır, A., Şeker, U., Günay, M., “Delik Delme İşlemlerinde Kesme Parametrelerinin Kesme Bölgesindeki Sıcaklığa Etkisinin Deneysel İncelenmesi” Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 28, No 1, 1-6, 2013.
Kaynak, Y., Matkap ile Delik Delme Esnasında Kesme Parametrelerinin Kesme Kuvveti ve Sıcaklığın Değişimine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 58-69, 2006.
Sousa, P. F.B.,Borges, V. L., Pereira, I. C., Silva, M.B., Guimarães, G., “Estimation of Heatflux and Temperature Field During Drilling Processusing Dynamic Observers Based on Green’sfunction”, Applied Thermal Engineering, Cilt 48, 144-154, 2012.
Li, R., Shin. A. J., “Spiral Point Temperature and Stress in High-Throughput Drilling of Titanium”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Cilt 47, 2005-2017, 2007.
Kayır, Y., Usta, M., “Torna Tezgahlarında Matkapla Delik Delme İşlemlerinde Kesme Kuvvetleri ve Sıcaklığın Ölçülmesi”, International Iron & Steel Symposium, Karabük, 1284-1295, 2012.
Aydın, M., Uçar, M., Cengiz, A., “AISI 304 Östenitik Paslanmaz Çeliğin Kuru Tornalanabilmesine Kesme Parametrelerinin Etkisi”, II. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir, 85-94, 2010.
Basso , R. L. O., Pastore , H. O., Schmidt, V., Baumvol, I. J.R., Abarca S. A.C., “Microstructure and Corrosion Behaviour of Pulsed Plasma-Nitrided AISI H13 Tool Steel”, Corrosion Sience, Cilt 52, 3133-3139, 2010.
Genel ,K., “ Boriding Kinetics of H13 Steel’’, Vacuum,Cilt 80, 451-457, 2006.
Oliveira, C.K.N., Riofanob, R.M. M., Castelettib, L.C.,“Formation of Carbide Layers on AISI H13 and D2 Steels by Treatment in Molten Borax Containing Dissolved Both Fe–Nb and Fe–Ti Powders”, Materials Letters, Cilt 59, 1719-1722, 2005.
Kheirandish, S., Noorian, A., “ Effect of Niobium on Microstructure of Cast AISI H13 Hot Work Tool Steel’’, Journal of Ironand Steel Research, International, Cilt 15, No 4, 61-66, 2008.
Koneshlou, M., Meshinchi, A. K., Khomamizadeh, F., “Effect of cryogenic treatment on microstructure, mechanical and wear behaviors of AISI H13 hot work tool steel’’, Cryogenics, Cilt 51, 55-61, 2011.
Internet: Türkiye Osamanlı Alaşımlı Çelikler San. ve Tic. Ltd., “Takım Çeliklerinde Elementlerin Etkisi”, http//www.osmanli-bohler.com/upload/pdf/tenikbilgiler/Takım-Takım_Celikleri.pdf, 2013.
Internet: Türkiye, “Talaşlı Imalat, Talaş Kaldırma ve Talaş Çeşitleri”, http://muhserv.atauni.edu.tr/makine/akgun/Docs/alisilmamis/04_Tala%C5%9Fl%C4%B1%20%C4%B0malat.pdf, 2013.
Trent EM., Metal Cutting, Butterworths Pres, London, 1989.
Çakır, M.C., Modern Talaşlı İmalatın Esasları, Vipaş A.Ş., Bursa, 1999.