Al/B4C kompozitlerin karbür matkaplarla delinmesinin değerlendirilmesi

Bu çalışmada, toz metalurjisi-sıcak presleme yöntemiyle üretilen yüksek yoğunluklu B4C parçacık takviyeli kompozitlerin kaplamalı ve kaplamasız karbür matkaplarla delinmesinde kesme kuvvetleri ve tork değerleri Taguchi metodu (TM) yardımıyla optimize edilmiştir. Kontrol faktörleri olarak kesme hızı (18, 25 ve 35 m/dk), ilerleme miktarı (0.08, 0.112 ve 0.16 mm/dev), kaplama özellikleri (kaplamalı ve kaplamasız) ve parçacık takviye miktarı (%5, %10 ve %15 B4C) kullanılmıştır. Artan ilerleme miktarı ve parçacık takviyesinin eksenel kuvvet ve torku arttırdığı, kesme hızını ise düşürdüğü görülmüştür. Kaplamasız matkaplar, kaplamalı matkaplara kıyasla daha iyi performans sergilemiştir. B4C takviye miktarının sırasıyla %96.6 ve %49.1 katkı oranları ile eksenel kuvvet ve tork üzerinde en etkili parametre olduğu görülmüştür. Ayrıca, eksenel kuvvet ve tork için geliştirilen birinci dereceden tahmini denklemlerin korelasyon katsayıları (R2) sırasıyla 0.895 ve 0.854 olarak hesaplanmıştır.

Evaluation of drilling Al/B4C composites with carbide drills

In this study, cutting forces and torque was evaluated through Taguchi Method (TM) in the drilling of the high density B4C particle reinforced composites, which were produced through powder metallurgy-hot pressing method, with coated and uncoated carbide drills. Cutting speed (18, 25 and 35 m/min), feed rate (0.08, 0.112 and 0.16 mm/rev), coating properties (coated and uncoated) and the amounts of particle reinforcement (5%, 10% and 15% B4C) were used as the control factors. It was observed that the increased feed rate and particle reinforcement increased the axial force and torque, and decreased the cutting speed. The uncoated drills had a better performance than the coated drills. The amount of B4C reinforcement was observed to be the most effective parameter on the axial force and torque with the contribution ratios of 96.6% and 49.1%, respectively. Moreover, the correlation coefficients (R2) of the first order predictive equations developed for the axial force and torque were calculated as 0.895 and 0.854, respectively.

___

  • Sharma SC, Girish BM, Kulkarni RS, Kamath R. “Drillabiliy of Zinc/Graphitic Metal Matrix Composites”. NML Technical Journal, 38(3), 107-111, 1996.
  • Davim JP, Baptista AM. “Cutting Force, Tool Wear and Surface Finishing Drilling Metal Matrix Composites”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E, 215(2), 177-183, 2001.
  • Shorowordi KM, Laoui T, Haseeb ASMA, Celis JP, Froyen L. “Microstructure and Interface Characteristics of B4C. SiC and Al2O3 Reinforced Al Matrix Composites: A Comparative Study”. Journal of Materials Processing Technology, 142(3), 738-743, 2003.
  • Peng J, Li DHW, Xie JDY, Liu G. “Study on the Yield Behavior of Al2O3–SiO2(sf)/Al-Si Metal Matrix Composites”. Materials Science and Engineering A, 486(12), 427-432, 2008.
  • Şahin İ. “Alüminyum Matrisli Kompozit Malzemelerin Matkap ile Delinmesi Konusunda Yapılan Çalışmaların İncelenmesi”. Mühendis ve Makina, 55(649), 9-16, 2014.
  • Basavarajappa S, Chandramohan G, Prabu M, Mukund K, Ashwin M. “Drilling of Hybrid Metal Matrix Composites Workpiece Surface Integrity”. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 47(1), 92-96, 2007.
  • Manna A, Bhattacharya B. “A Study of Machinability of Al-SiC-MMC”. Journal of Materials Processing Technology, 140(1-3), 711-716, 2003.
  • Park SH. Robust Design and Analysis for Quality Engineering. London, Chapman &Hall, 1996.
  • Tosun G. “Statistical Analysis of Process Parameters in Drilling of AL/SICP Metal Matrix Composite”. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 55(5-8), 477-485 2011.
  • Rajmohan T, Palanikumar K. “Experimental Investigation and Analysis of Thrust Force in Drilling Hybrid Metal Matrix Composites by Coated Carbide Drills”. Materials and Manufacturing Processes, 26(8), 961-968, 2011.
  • Ahamed AR, Asokan P, Aravindan S, Prakash MK. “Drilling of Hybrid Al-5%SiCp-5%B4Cp Metal Matrix Composites”. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 49(9-12), 871-877, 2010.
  • Noorul Haq A, Marimuthu P, Jeyapaul R. “Multi Response Optimization of Machining Parameters of Drilling Al/SiC Metal Matrix Composite Using Grey Relational Analysis in the Taguchi Method”. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 37(3-4), 250-255, 2008.
  • Taşkesen A, Aldas K, Özkul İ, Kütükde K, Zumrut Y. “Analysis of Thrust Force in Drilling B4C-Reinforced Aluminium Alloy Using Genetic Learning Algorithm”. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 75(1-4), 237-245, 2014.
  • Dhavamani C, Alwarsamy T. “Optimization of Machinnig Parameters for Aluminium and Silicon Carbide Composite Using Genetic Algorithm”. Procedia Engineering, 38, 1194-2004, 2012.
  • Palanikumar K, Muniaraj A. “Experimental Investigation and Analysis of Thrust Force in Drilling Cast Hybrid Metal Matrix (Al-15%SiC-4%graphite) Composites”. Measurement, 53, 240-250, 2014.
  • Montgomery DC. Taguchi’s Contributions to Experimental Design and Quality Engineering, Design and Analysis of Experiment. 3rd ed. Canada, USA, 1991.
  • Canıyılmaz E, Kutay F. “Taguchi Metodunda Varyans Analizine Alternatif Bir Yaklaşım”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 18(3), 51-63, 2003.
  • Roy RK. A Primer on the Taguchi Method. Competitive Manufacturing Series, Van Nostrand Reinhold, New York, USA, 1990.
  • Barnes S, Pashby IR, Mok DK. The Effect of Workpiece Temperature on the Machinability of an Aluminum/SiC MMC”. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 118(3), 422-427, 1996.
  • Çakır C. Modern Talaşlı İmalatın Esasları. 2. Baskı. Bursa, Türkiye, Uludağ Üniversitesi Güçlendirme Vakfı Yayını, 1999.
  • Rajmohan T, Palanikumar K. “Application of the Central Composite Design in Optimization of Machining Parameters in Drilling Hybrid Metal Matrix Composites”. Measurement, 46(4), 1470-1481, 2013.
  • Alakesh M, Bhattacharayya B. “Influence of Machining Parameters on the Machinability of Particulate Reinforced Al/SiC-MMC”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 25(9-10), 850-856, 2005.
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-7009
  • Başlangıç: 1995
  • Yayıncı: PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Isıl parametreleri sıcaklıkla değişen iğne kanatların, parametrelerin değişimi yöntemi ile performans analizi

Cihat ARSLANTÜRK

Karma modelli tip-2 montaj hattı dengeleme problemi için bir kısıt programlama modeli

Hacı Mehmet ALAĞAŞ, Mehmet PINARBAŞI, Mustafa YÜZÜKIRMIZI, Bilal TOKLU

Çok ölçütlü karar verme yöntemleri ile atık bertaraf firması seçimi

Cenker KORKMAZER, Ezgi Aktar DEMİRTAŞ, Doğan EROL

Küreselleştirilmiş orta karbonlu bir çeliğin işlenmesinde, kesme parametrelerinin kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin regresyon analizi ile modellenmesi

Hüdayim BAŞAK, Şehmus BADAY

Derin suda dairesel silindir arkasında meydana gelen akış yapısının örgü teller ile kontrol edilmesi

Burcu OĞUZ, Atakan AKAR, Engin PINAR, Hüseyin AKILLI, Beşir ŞAHİN

Karışım tasarımları: Gıda endüstrisindeki güncel uygulamalar üzerine bir yayın taraması

Yeliz Buruk ŞAHİN, Ezgi Aktar DEMİRTAŞ, Nimetullah BURNAK

Al/B4C kompozitlerin karbür matkaplarla delinmesinin değerlendirilmesi

Ali Rıza MOTORCU, Ergün EKİCİ

Sabit fren test sistemlerinde ileri fren hatalarını belirleyebilecek bir arayüzün geliştirilmesi

Hakan KÖYLÜ, Ersin TURAL

Metro servis sistemlerinde acil tahliye modelleri: İzmir metro uygulaması

Gökçe Baysal TÜRKÖLMEZ, Mustafa GÜNEŞ

Ege bölgesinde faaliyet gösteren KOSGEB kapsamındaki farklı ölçeklerdeki şirketlerin (KOBİ) bulanık kümeleme analizi ile gruplandırılması

Mustafa GÜNEŞ, Aynur İNCEKIRIK