Geri Dön

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

  1. Tez No: 710808
  2. Yazar: KANAY ZEYREK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ OSMAN ER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPER UYSAL

  2. 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

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAYRETTİN DÜZCÜKOĞLU

  3. 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

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiDüzce Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FUAT KARA

    ÖĞR. GÖR. ONUR ÖZBEK

  4. Development of high fracture toughness hard coatings

    Yüksek kırılma tokluğuna sahip sert kaplamaların geliştirilmesi

    BURÇİN KAYGUSUZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. SEZER ÖZERİNÇ

    PROF. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI

  5. Dişli üretimde kuvvet modellemesi ve titreşim esaslı hata tespiti

    Force modelling and vibration based fault detection in gear cutting

    HABİBE GÜRSOY DEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiUşak Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSA YEŞİLYURT