Östenitik paslanmaz çeliklerin işlenmesinde kesici takım kaplamasının ve kesme hızının kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi

Bu çalışmada, iki farklı kalitede östenitik paslanmaz çeliğin (AISI 304 ve AISI 316) işlenmesinde, kesici takım kaplamasının, kesme hızının ve iş parçası malzemesinin, kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla soğutma sıvısı kullanılmadan tornalama metoduyla işlenebilirlik deneyleri yapılmıştır. TiC/TiCN/TiN ve TiCN/TiC/Al2O3 katmanlarıyla çok katlı kaplanmış sementit karbür kesici takımlar kullanılmıştır. Deneyler dört farklı kesme hızında (120, 150, 180 ve 210 m/dak) ilerleme hızı ve talaş derinliği sabit tutularak yapılmıştır. İlerleme hızı 0,16 mm/dev ve talaş derinliği de 1,6 mm olarak alınmıştır. Deney sonuçları, TiC/TiCN/TiN kaplanmış kesici takımın TiCN/TiC/Al2O3 kaplanmış kesici takımdan daha düşük kesme kuvvetlerine sebep olduğunu ortaya çıkarmıştır. Kesme hızının kesme kuvvetlerinde önemli derecede bir değişikliğe neden olmadığı ancak işlenmiş yüzey pürüzlülüğünü önemli derecede etkilediği görülmüştür. Artan kesme hızı ile yüzey pürüzlülük değerleri belirli bir kesme hızı değerine kadar azalmış ancak bu değerden sonra artan kesme hızı ile artış eğilimi göstermiştir.

The influence of cutting tool coating and cutting speed on cutting forces and surface roughness in machining of austenitic stainless steels

In this study, machining tests through dry turning method were performed on two grades of austenitic stainless steels (AISI 304 and AISI 316) in order to examine the influences of cutting tool coating, cutting speed and workpiece material on the cutting forces and machined surface roughness. The cutting tools used were TiC/TiCN/TiN and TiCN/TiC/Al2O3 multiple layer coated cementide carbide inserts. The tests were performed at four different cutting speeds (120, 150, 180 and 210 m/min) while feed rate and depth of cut were kept constant at 0,16 mm/rev and 1,6 mm, respectively. The results showed that TiC/TiCN/TiN coated cutting tools gave lower cutting forces than did TiCN/TiC/Al2O3 coated ones. The cutting speed did not have any considerable influence on the cutting forces. However, the machined surface roughness values (Ra) was significantly affected by the cutting speeds used. With increasing cutting speed, the surface roughness values decreased until a minimum value is reached beyond which they increased.

PDF

___

1. Sarwar, M., Zhang, X., ve Gillibrand, D., "Performance of Titanium Nitride-Coated Carbide Tipped Circular Saws when Cutting Stainless Steel and Mild Steel", Surface and Coatings Technology, Cilt 94-95, 617-621,1997.
2. Groover, M.P., Fundamentals of Modern Manufacturing - Materials, Processes and Systems, Prentice-Hall Inc., New Jersey, A.B.D., 1996.
3. DeGarmo, E.P., Black, J.T. ve Kohser, R.A., Materials and Processes in Manufacturing, Prentice-Hall Inc., New Jersey, A.B.D., 1997.
4. Lim, C.Y.H., Lim, S.C. ve Lee, K.S., "The Performance of TiN-coated High Speed Steel Tool Inserts in Turning", Tribology International, Cilt 32, 393-398, 1999.
5. Ezugwu, E.O.ve Okeke, C.I., "Tool Life and Wear Mechanisms of TiN Coated Tools in an Intermittent Cutting Operation", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 116,10-15,2001.
6. Nouari, M., List, G., Girot, F. ve Coupard, D., "Experimental Analysis and Optimisation of Tool Wear in Dry Machining of Aluminium Alloys", Wear, Cilt 255,1359-1368, 2003.
7. Prengel, H.G., Santhanam, A.T., Penich, R.M., Jindal, P.C. ve Wendt, K.H., "Advanced PVD-TiAlN Coatings on Carbide and Cermet Cutting Tools", Surface and Coatings Technology, Cilt 94-95,597-602,1995.
8. Ducros, C, Benevent, V. ve Sanchete, F., "Deposition, Characterization and Machining Performnace of Multilayer PVD Coatings on Cemented Carbide Tools", Surface and Coatings Technology, Cilt 163-164,681-688,2003.
9. Sharman, A., Dewes, R.C. ve Aspinwall, D.K., "Tool Life when High Speed Ball Nose End Milling Inconel 718™", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 118, 29-35, 2001.
10. Korkut, I., Kasap, M., Ciftci, I. ve Seker, U., "Determination of Optimum Cutting Parameters during Machining of AISI 304 Austenitic Stainless Steel", Materials & Design, Cilt 25, No 4, 303-305, 2004.
11. Sandvik-Coromant Co. Inc., Modern Metal Cutting - A Practical Handbook, İsveç, 1997.
12. Trent E.M., Metal Cutting, Butterworths Pres, London, 1989.
13. Paro, J., Hanninen, H. ve Kauppinen, V., "Tool Wear and Machinability of X5 CrMnN 18 18 Stainless Steels", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 119, No 1-3, 14-20,2001.
14. Kalpakjian, S., Manufacturing Process for Engineering Materials, Addison-Wesley, New York, A.B.D., 1991.
15. Shaw, M.C., Metal Cutting Principles, Oxford University Press, Oxford, 1989.
16. Ezugwu, E.O. ve Kim, S.K., "The Performance of Cermet Cutting Tools when Machining an Ni-Cr-Mo (En 24) Steel", Lubrication Engineering, Cilt 51, No 2, 139-145, 1995.