Talaşlı imalatta kullanılan nano parçacık içeren kesme sıvılarının titanyum alaşımının işlenebilirliğine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of cutting fluids containing nano parti̇cles used in machining on the machinability of titanium alloy
- Tez No: 710808
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ OSMAN ER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Malzeme numarası 3.7164 olan bazı normlarda Ti64, ASTM Grade 5 veya TC4 olarak da adlandırılan Ti- 6Al-4V yüksek sertlik, aşınma dayanımı, sıcaklığa karşı direnç gibi özelliklere sahip olması sebebiyle havacılık, savunma sanayi, otomotiv ve biyomedikal uygulamalarında en çok kullanılan titanyum alaşımlarındandır. Üstün özellikleri sebebiyle talaşlı imalatı esnasında kesici takımlarda aşınma ve kırılmalara neden olmaktadır. Hali hazırda işlenmesinde geleneksel soğutma yöntemleri kullanılmaktadır. Fakat bu durum fazla kesme sıvı tüketimi sebebiyle maliyet ve çevre açısından, insan sağlığına olan olumsuz etkileri sebebiyle sıkıntılar yaratmaktadır. Geleneksel işleme yöntemlerine eklenerek kullanılan Minimum Miktarda Yağlama (MMY) sistemi kesme sıvısı tüketimini düşürmektedir. Bu çalışma ile nano-partikül de kullanarak kesici takım ile iş parçası arasına giren kesme sıvısı sayesinde etkileşimin en aza indirgenmesi ve etkili soğutma hedeflenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda işleme değişkenleri, kesici uç için önerilen aralıklarda olmak üzere, kesme hızı 60, 90, 120 m/dak, ilerleme 0.05, 0.15, 0.25 mm/dev ve kesme derinliği 0.5, 1, 1.5 mm olarak belirlenmiştir. Ti-6Al-4V malzemesi, TiAlN kaplı kesici takımla, geleneksel soğutma yöntemi yerine MMY sistemi kullanılıp ve sistemin içerisine bitkisel temelli kesme sıvısı eklenerek silindirik tornalama işlemi gerçekleştirilmiştir. MMY sisteminin işleme performansını arttırabilmek adına kesme sıvısının içerisine ayrı ayrı MoS2(Molibden disülfür) ve B4C (Bor Karbür) eklenmiştir. Etkin bir değerlendirme yapabilmek için kuru kesme, kesme sıvısı ile MMY ve nano- partikül ilaveli MMY deneyleri gerçekleştirilmiştir. Tornalama deneyleri sonucunda, MMY sistemine dahil edilen nano partikül ilaveli akışkan sıvının, MMY sistemine ve özellikle kuru işlemeye kıyasla daha iyi performans sağladığı gözlemlenmiştir. MMY-MoS2, MMY-B4C ile işleme arasında ise kesme kuvvetinde ve sıcaklıkta en iyi değerleri MMY-MoS2 nano-partikül sağladığı gözlemlenmiştir. Kuru, MMY, MMY-B4C ve MMY-MoS2 işleme yöntemleri neticesinde kesme kuvvetinde sırasıyla %25.8, %4.24, %6.92, sıcaklıkta ise sırasıyla %76.24, %10.4, %13.2'lik bir azalma gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Ti-6Al-4V, also called Ti64, ASTM Grade 5 or TC4 in some norms with a material number of 3.7164, is one of the most widely used titanium alloys in aviation, defense industry, automotive and biomedical applications due to its high hardness, wear resistance and thermal resistance. Due to its superior properties, it causes wear and breakage in cutting tools during machining. Currently, the traditional cooling method has been used in machining operations. Therefore, it is necessary to minimize the interaction between the cutting tool and the workpiece material with the use of cutting fluid. However, this situation creates problems in terms of cost and environment due to excessive cutting fluid consumption, and health problems due to its negative effects on human health. The MQL (Minimum Quantity Lubrication) system reduces cutting fluid consumption. This study aims to minimize the interaction between the cutting tool and the workpiece by using nano-particles with MQL as well. In the experimental studies, the cutting speed was determined as 60, 90, 120 m/min, the feed rate was determined as 0.05, 0.15, 0.25 mm/rev, and the depth of cut was determined as 0.5, 1, 1.5 mm. Instead of the traditional cooling method of Ti-6Al-4V with TiAlN coated cutting tool, turning was done by using the MQL (Minimum Quantity Lubrication) system and adding commercial vegetable-based cutting fluid into the system. In addition to this system, evaluations were made by adding MoS2 (Molybdenum disulfide) and B4C (Boron Carbide) separately to the base cutting fluid to increase the machining performance, and dry machining was also included in the experimental studies in order to compare and better evaluate each other. As a result of the turning experiments, it was observed that the nanofluid included in the MQL system provides better performance compared to the MQL system and especially to dry machining. It has been observed that MoS2 nano-particle provides the best values in machining with MQL. Cutting force values measured while turning under dry, MQL, MQL-B4C and MQL-MoS2 cooling conditions, a decrease of 25.8%, 4.24%, 6.92%, was observed, respectively. 76.24%, 10.4%, 13.2% decrease was observed respectively for temperature values as well.
Benzer Tezler
- Paslanmaz çeliğin nanoakışkan kullanılan minimum miktarda yağlama yöntemiyle sürdürülebilir tornalanması
Sustainable turning of stainless steel by the minimum quantity lubrication method using nanofluid
EMİRHAN SAATÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER UYSAL
- Nano-gümüş ve h-BN katkılı yağların MQL ve sürekli akış yöntemleri kullanılarak tribolojik performans odaklı incelenmesi
Tribologic performance focused investigation of optimum concentration ratio in nano-silver and boron additive oils
SALİH YANARTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN DÜZCÜKOĞLU
- Nanopartiküllü minimum miktarda yağlama yönteminin cw511l alaşımının sürdürülebilir imalatına etkisi
The effect of the minimum quantity lubrication method with nanoparticles on the sustainable manufacturing of cw511l alloy
MERT SAPAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiDüzce Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FUAT KARA
ÖĞR. GÖR. ONUR ÖZBEK
- Development of high fracture toughness hard coatings
Yüksek kırılma tokluğuna sahip sert kaplamaların geliştirilmesi
BURÇİN KAYGUSUZ
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. SEZER ÖZERİNÇ
PROF. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Dişli üretimde kuvvet modellemesi ve titreşim esaslı hata tespiti
Force modelling and vibration based fault detection in gear cutting
HABİBE GÜRSOY DEMİR
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiUşak ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSA YEŞİLYURT