CW509L pirinç alaşımının delik delme prosesinin deneysel incelenmesi ve optimizasyonu
Drilling process of CW509L brass alloy experimental investigation and optimization
- Tez No: 854045
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ALİ ERGÜN ERTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Pirinç malzemeler yüksek oranlarda bakır ve çinko elementlerinden oluşan alaşımlardır. Bu malzemeler yüksek mukavemet, süneklik, aşınma direnci, korozyon direnci, sertlik, yüksek termal ve elektrik iletkenliği, geri dönüşebilirlik, antibakteriyel, hijyenik, aynı zamanda kabul edilebilir işlenebilirlik ve şekillendirilebilirlik gibi olağanüstü özelliklere sahip oldukları için çok geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Pirinç alaşım türlerinden CW617 (CuZn40Pb2) sıcak dövme ve işleme proseslerine uygun olduğu için otomotiv, ısıtma, soğutma ve tesisat gibi birçok sektörde tercih edilmektedir. İçeriğinde %60'a kadar bakır, %1,5-2,5 aralığında kurşun, %35 ve üzeri çinko, toplamda %1'in altında kalay, demir, nikel, alüminyum bulunduran bakır çinko alaşımıdır. Pirinç alaşımlarının ana elementleri olan bakır ve çinkoya ilaveten, kursun, kalay, demir, nikel, alüminyum, zirkonyum, silisyum, fosfor, bizmut, mangan, antimon ve arsenik alaşıma en çok ilave edilen elementler içerisindedir. Ancak kurşun, insan ve doğa için tehlike oluşturan ağır metal grubunda olduğu için, özellikle içme sularında pirinç alaşımlarından üretilen tesisat malzemelerindeki kurşun oranının %0,2'den fazla olmaması gerekmektedir. Bu amaçla alternatif olarak sürekli yeni malzemeler üretilmektedir ki CW509L kurşunsuz pirinç malzemesi bunlardan birisidir. Fakat kurşunsuz pirinçlerde işlenebilirlik açısından birçok problemle karşılaşılmaktadır. Tez kapsamın da CW509L malzemesinin talaşlı işlenebilirliği delik delme süreci dikkate alınarak incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmada farklı ilerleme hızı ve kesme hızı parametrelerinin, kesme kuvvetleri, talaş morfolojisi, işlenen parçanın yüzey pürüzlülüğü, boyutsal doğruluk, yüzey altı sertliği ve kesici kenar ağız birikintisi oluşumu parametreleri üzerine etkileri incelenmiştir. Deneysel metodolojide tam faktöriyel deney tasarımı yöntemi kullanılmıştır. Deneysel çalışmadaki değişkenlerin elde edilen sonuçlara etkisi, ANOVA metotu kullanılarak sayısal olarak ortaya konulmuştur. Elde edilen analiz sonuçlarına göre, Taguchi yöntemi kullanılarak ölçümler için optimum parametreler belirlenmiştir. Böylece çok geniş bir aralıkta seçilmiş olan kesme parametrelerinin elde edilen her bir çıktıya etkisi sistematik olarak ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
Brass materials are alloys consisting of high proportions of copper and zinc elements. These materials have a wide range of uses as they have extraordinary properties such as high strength, ductility, wear resistance, corrosion resistance, hardness, high thermal and electrical conductivity, recyclability, anti-bacterial, hygienic, as well as acceptable machinability and formability.CW617 (CuZn40Pb2), one of the brass alloy types, is preferred in many sectors such as automotive, heating, cooling and plumbing because it is suitable for hot forging and machining processes. It is a copper-zinc alloy containing up to 60% copper in total, 1.5-2.5% lead, 35% or more zinc, and less than 1% tin, iron, nickel and aluminum. In addition to copper and zinc, which are the main elements of brass alloys, lead, tin, iron, nickel, aluminum, zirconium, silicon, phosphorus, bismuth, manganese, antimony and arsenic are among the elements most frequently added to the alloy. However, since lead is in the heavy metal group that poses a danger to humans and nature, the lead rate in plumbing materials produced from brass alloys, especially in drinking water, should not be more than 0.2%. For this purpose, new materials are constantly produced as alternatives, and CW509L lead-free brass material is one of them. However, many problems are encountered in terms of machinability in lead-free brass. Within the scope of the thesis, the machinability of CW509L material was examined by considering the drilling process. In the experimental study, the effects of different feed speed and cutting speed parameters on cutting forces, chip morphology, surface roughness, dimensional accuracy of the workpiece, subsurface hardness and built up edge formation parameters were examined. The full factorial experimental design method was used in the experimental methodology. The effects of the variables in the experimental study on the results obtained were demonstrated numerically using ANOVA method. According to the analysis results, optimum parameters for measurements were determined using the Taguchi method. Thus, the effect of cutting parameters selected in a wide range on each output obtained has been systematically revealed.