AISI 304 ostenitik paslanmaz çeliğin kaplanmış sementit karbür kesici takımla işlenmesi esnasında oluşan takım aşınması

Bu deneysel çalışmada, AISI 304 kalite ostenitik paslanmaz çelik malzeme üzerinde tornalama yöntemiyle işlenebilirlik deneyleri yapılmıştır. Kesici takım olarak, çok katlı kaplanmış sementit karbür bir takım kullanılmıştır. Deneyler, soğutma sıvısı kullanılmadan dört farklı kesme hızında (120, 150, 180 ve 210 m/dk) ilerleme hızı ve talaş derinliği sabit tutularak yapılmıştır. Deneyler esnasında kesme kuvvetleri ve işlenmiş yüzeylerin ortalama yüzey pürüzlülük değerleri (Ra) ölçülmüştür. Aşınmış kesici takımlar tarama elektron mikroskobunda (SEM) incelenerek aşınma biçimleri ve mekanizmaları belirlenmeye çalışılmıştır. Artan kesme hızı ile belirli bir değere kadar yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvveti azalmıştır ancak bu belirli değerden sonra artış görülmüştür. SEM incelemelerinden aşınmanın kesici takım üzerinde genellikle üç bölgede küçük kırılmalar şeklinde (chipping) olduğu görülmüştür. Bu bölgeler; a) kesici takımın işlenmemiş iş parçası yüzeyi ile temasta olduğu bölge b) kesici takımın yeni oluşan iş parçası yüzeyi ile teması kestiği bölge ve c) burun bölgesidir. Gerçekleşen aşınmaların kesici takım üzerinde oluşan yığıntı talaş (BUE) ile ilişkili olduğu tahmin edilmiştir ve 180 m/dk'ya kadar artan kesme hızıyla azalmıştır.

Tool wear during machining of AISI 304 austenitic stainless steel using a coated cemented carbide tool

In this experimental study,machining tests through turning method were performed on AISI 304 grade austenitic stainless steel. The cutting tool used was a multilayer coated cemented carbide. The tests were carried out dry at four different cutting speeds (120, 150, 180 and 210 m/min) while feed rate and depth of cut were kept constant. Cutting force measurements were performed during the tests and the machined surface roughness values (Ra) were determined on the machined surfaces. The worn cutting edges were examined under a scanning electron microscope (SEM) in order to determine the wear modes and mechanisms. With increasing cutting speed, the surface roughness and cutting force decreased until a minimum value is reached beyond which they increased. SEM examinations revealed that wear mainly took place in three regions on the cutting edges. These regions are; a) depth of cut line on the tool flank face, b) edge of tool in end cutting edge and c) tool nose. It was considered that tool wear was associated with built-up edge (BUE) formed on the cutting tool and tool wear decreased up to 180 m/min with increasing cutting speed.

PDF

___

1. Groover, M,P., Fundamentals of Modern Manufacturing - Materials, Processes and Systems, Prentice-Hall Inc., New Jersey, A.B.D., 1996.

2. DeGarmo, E.P., Black, J.T. ve Kohser, R.A., Materials and Processes in Manufacturing, Prentice-Hall Inc., New Jersey, A.B.D., 1997.

3. O'Sullivan, D., Cotterell, M., "Machinability of austenitic stainless steel SS303", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 124,153-159, 2002.

4. Paro, J., Hanninen, H. ve Kauppinen, V., "Tool Wear and Machinability of X5 ÇrMnN 18 18 Stainless Steels", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 119, No 1-3,14-20,2001.

5. Trent E.M., Metal Cutting, Butterworths Pres, London, 1989.

6. Selinder, T.I., Sjostrand, M.E., Nordin, M., Larsson, M., Ostlund, A., Hogmark, S., "Performance of PVD TiN/TaN and TiN/TiNbN superlattice coated cemented carbide tools in stainless steel machining", Surface and Coating Technology, Cilt 105, 51-55,1998.

7. Jiang L., Roos A., Liu P., "The influence of austenite grain size and its distribution on chip formation and tool life during machining of AISI 304L" Metallurgical and Materials Transactions, Cilt 28A, 2415-2422, 1997.

8. Kasap, M., Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2001.

9. Sandvik-Coromant Co. Inc., Modern Metal Cutting - A Practical Handbook, İsveç, 1997.

10. 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.