STENTK PASLANMAZ ELKLERN LENMESNDE  KESC TAKIM KAPLAMASININ VE KESME HIZININ KESME KUVVETLER VE YZEY PRZLLNE ETKS

ZET 
Bu almada, iki farklkalitede stenitik paslanmaz eliin (AISI 304 ve AISI 316) ilenmesinde, kesici takm kaplamasnn, kesme hznn ve i paras malzemesinin, kesme kuvvetleri ve yzey przll zerindeki etkilerini incelemek amacyla soutma svs kullanlmadan tornalama metoduyla ilenebilirlik deneyleri yaplmtr. TiC/TiCN/TiN ve TiCN/TiC/Al2O3 katmanlaryla ok katl kaplanm sementit karbr kesici takmlar kullanlmtr. Deneyler drt farkl kesme hznda (120, 150, 180 ve 210 m/dak) ilerleme hz ve taladerinlii sabit tutularak yaplmtr. lerleme hz 0,16 mm/dev ve tala derinlii de 1,6 mm olarak alnmtr. Deney sonular, TiC/TiCN/TiN kaplanm kesici takmn TiCN/TiC/Al2O3 kaplanm kesici takmdan daha dk kesme kuvvetlerine sebep olduunu ortaya karmtr. Kesme hznn kesme kuvvetlerinde nemli derecede bir deiiklie neden olmad ancak ilenmi yzey przlln nemli derecede etkiledii grlmtr. Artan kesme hz ile yzey przllk deerleri belirli bir kesme hz deerine kadar azalm ancak bu deerden sonra artan kesme hz ile art eilimi gstermitir. 

1. GRkaplanm sementit karbr kesici takmlar 
gelitirilmitir. Kesici takmlarn kaplanmas kesici Sementit karbr kesici takmlarn yzeyleri anmaya takm teknolojisinde nemli bir gelime olarak kabul direnli, sert ve ileme esnasnda i paras ve kesici edilmitir. Kaplanm sementit karbr kesici takmlar, takmn etkileimini engellemek iin kimyasal olarak esas olarak sementit karbr bir kesici takmn bir veya kararl olmaldr. Bu amala 1970li yllarda daha fazla, anmaya direnli ince katmanla kaplanmasile elde edilen kesici takmlardr. Titanyum karbr (TiC), titanyum nitrr (TiN) ve/veya alminyum oksit (Al2O3) yaygn olarak kullanlan kaplama malzemeleridir [1-3]. nce ve sert kaplama tabakasnn/tabakalarnn takm anmasn azaltt ve verimlilii arttrdbilinmektedir [4-8]. Bu nedenle, kaplama ilemi ilave bir maliyet getirse de, talalimalat sektrnde kullanlan sementit karbr kesici takmlarn ounluu kaplanm sementit karbrlerdir [9]. 
Gnmzde, talal imalat sektrnde farklmalzemeler ve farkl amalar iin eitli kaplamalarla kaplanm sementit karbr kesici takmlar kullanlr. rnein, alminyum oksitin (Al2O3) yksek scaklklarda kimyasal olarak dengeli ve anmaya direnli olduu ispatlanmtr. Bunun yannda titanyum nitrr (TiN), kesici takmda srtnme katsaysn azaltr ve bu nedenle kesici takm talayzeyinde yapma eilimi azalr [3]. 
Bu aratrmann amac, kimya ve gda endstrisinde ve korozyon direnci gerektiren makina paralarnn imalatnda kullanlan [10] ve deformasyon sertleme hz ve tokluu yksek ve sl iletkenlii dk olan 
[11] iki farklkalitede stenitik paslanmaz elik (AISI 304 and AISI 316) zerinde tornalama metoduyla ilenebilirlik deneyleri yaparak iki nemli ilenebilirlik kriteri olan kesme kuvvetleri ve i
paras yzey przllne kesici takmmalzemesinin, kesme hznn ve imalzemesinin etkilerini incelemektir.   kaplama  paras  
2. DENEYSEL ALIMALAR  

lenebilirlik deneyleri, AISI 304 and AISI 316 kalite stenitik paslanmaz eliklerin tornalanmas metodu ile yaplmtr. Bu malzemelerin kimyasal bileimleri Tablo 1de verilmitir. Her iki malzemenin de oda scakl sertlii 88 RBdir. Silindirik i parasmalzemeleri zerindeki ilenebilirlik deneyleri TC35 CNC torna tezgah kullanlarak yaplmtr. Kullanlan torna tezgahnn i mili, deiken kademesiz hza sahip olup 4000 dev/dakya kadar kabilmektedir ve gc de 10 kWtr.  parasmalzemeleri 250 mm uzunluunda ve 40 mm apndadr. Deneyler esnasnda soutma svskullanlmamtr. ki farklkalitede sementit karbr kesici takm kullanlmtr. Kullanlan kesici takmlar, ticari kalite CVD yntemiyle oklu kaplanm kesici takmlar olup Kennametal firmas tarafndan CNMG120408 formunda imal edilmitir. Bu iki kesici takm kalitesi Kennametal firmas tarafndan paslanmaz eliklerin ilenmesi iin tavsiye edilmiolup KC 810 ve KC 935 eklinde retici firma tarafndan kodlanmtr. KC 810da en st kaplama TiN ve onun altndakiler srasyla TiCN ve TiCdr. Benzer ekilde KC 935te de en st kaplama Al2O3 ve onun altndakiler de srasyla TiC ve TiCNdr. Bu kesici takmlar uygun bir takm tutucuya yanama 
Tablo 1.  parasmalzemelerinin kimyasal bileimleri
 AISI 304  AISI 316  
C  0.06  0.02  
Si  0.35  0.45  
S  0.024  0.025  
P  0.021  0.029  
Mn  1.76  1.77  
Ni  8.24  10.43  
Cr  18.26  16.54  
Mo  0.07  1.89  
Cu  0.23  0.39  

as 75 olacak ekilde rijit olarak balanmtr. Kullanlan kesme hzlar 120, 150, 180 ve 210 m/dak olarak seilmitir. lerleme hz0,16 mm/dev ve taladerinlii de 1,6 mm olarak seilmitir. Deney parametreleri, ISO 3685 standardna uygun olarak belirlenmitir. 
Mitutoyo Surftest 211 model bir yzey przllk cihaz ile ilenmiyzeyler zerinde yzey przll lmleri gerekletirilmitir. Her bir yzey zerinde  lm yaplmtr. Kesme kuvvetlerinin lmnde Kistler 9257A tipi  kuvvet bileenini de lebilen bir piezoelektrik dinamometre kullanlmtr. Bu dinamometreye 5019 B130 tipi bir sinyal ykseltici (charge amplifier) balanm ve kesme kuvvetlerinin bilgisayara aktarlmas iin gerekli donanm ve Kistler Dynoware kuvvet lme program kullanlmtr. Kuvvet lmleri, 40 mmlik apta 25 mmlik uzunluun ilenmesi esnasnda gerekletirilmitir. 

3. DENEY SONULARI VE TARTIMA 

3.1. Kesici Takm st Kaplama Katman
ekil 1a ve b, srasyla AISI 304 ve AISI 316 paslanmaz eliklerin ilenmesi esnasnda oluan kesme kuvvetlerinin kesme hz ile deiimini gstermektedir. Her iki paslanmaz eliin ilenmesinde TiC/TiCN/TiN kaplanm kesici takm, TiCN/TiC/Al2O3 kaplanm kesici takmdan daha dk kesme kuvvetine neden olmutur. TiC/TiCN/TiN kaplanm kesici takmn daha dk kesme kuvvetlerine neden olmas kesici takm talayzeyindeki dk srtnme katsaysna atfedilebilir. En stteki TiN kaplama dier kesici takmn en st kaplama tabakas Al2O3den daha dk srtnme katsaysna sahiptir [3]. Bu nedenle, TiN ile kaplanm kesici takmlarda kesici takm talayzeyinde i paras malzemesi daha az yapma eilimi sergiler. Bu daha az yapma eilimi nedeni ile de, kesici takm tala yzeyinde takm-tala temas uzunluu ksalr ve bu da kesme kuvvetlerini azaltr. 
ekil 1de kesme hznn 120 m/dakdan 150 m/dakya karlmas ile her iki paslanmaz elik iin kesme kuvvetlerinde bir dme grlmektedir. Ancak kesme hznn daha fazla artmasyla kesme kuvvetleri tekrar artma eilimi gstermektedir. Kesme hznn 120 
Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005 


m/dakdan 150 m/dakya karlmasyla kesme kuvvetlerinin d ksmen kesici takm talayzeyinde takm-tala temas uzunluunun azalmas ve ksmen de artan kesme hz sonucu scakln artmasyla takm tala yzeyindeki akma blgesinde yapan malzemenin kayma dayanmnn azalmasyla aklanabilir [12]. Kesme hznn daha fazla arttrlmasyla kesme kuvvetlerindeki art ise yksek kesme hzlarnda takm anmasnn muhtemel artile aklanabilir. 
AISI 304 paslanmaz elikte kesme hznn 120 m/dakdan 150 m/dakya karlmasyla kesme kuvvetlerinde 44 Nluk bir azalma grlmektedir. Bu deer, ekil 1a ve bde grlen en yksek deiim olup yalnzca yaklak olarak % 7lik bir deiime tekabl eder. 


3.2.  Paras Malzemesi 
Normalde, stenitik paslanmaz elikler dk karbonlu ve dk alaml eliklerden daha zor ilenirler. Dk karbonlu ve dk alaml eliklere gre dayanmlarnn ve snekliklerinin yksek olmas, yksek deformasyon sertleme eilimleri ve dksl iletkenlikleri stenitik paslanmaz eliklerin zor ilenmelerinin nedenleri olarak kabul edilir [12,13]. lave olarak, farkl kalitelerdeki stenitik paslanmaz eliklerin kimyasal bileimlerindeki farkllk bu malzemelerin zelliklerinde de deiimlere neden olur. Dolaysyla, bu farkllklar malzemelerin ilenebilirliklerini de etkiler. ekil 2den grld gibi AISI 316 stenitik paslanmaz eliin ilenmesinde elde edilen kesme kuvvetleri deney yaplan btn kesme hzlarnda daha yksektir. AISI 304 ve AISI 316 paslanmaz eliklerin kimyasal bileimlerindeki farkllk (Tablo 1) kesme kuvvetlerindeki deiimin nedeni olarak deerlendirilmitir. nk, her iki paslanmaz eliin oda scakl sertlikleri, ekme dayanmlar ve sneklikleri ayndr [2]. Tablo 1den AISI 316 paslanmaz eliin kimyasal bileiminde AISI 304 paslanmaz eliinkinden farkl olarak yaklak % 2 orannda molibden (Mo) olduu grlmektedir. Mo elementi eliklerde yksek scaklk dayanmn artrcetki yapar [14,15]. Talal imalat ileminde yksek plastik deformasyon sonucu oluan s kesme blgesinde scakl artrr. Bu scaklk artnn doal sonucu olarak da kesme blgesinde ilenen malzemelerin dayanmlar azalr ve dolaysyla talaoluturmak iin daha az kuvvet gerekir. Bu azalma yksek Mo ierii nedeniyle AISI 316 paslanmaz elikde daha az olaca iin bu malzemenin ilenmesinde tala oluturmak amacyla AISI 304 iin gerekli olandan daha yksek kuvvet gerekir. 


3.3.  Paras Yzey Przll 
ekil 3a ve b, srasyla AISI 304 ve AISI 316 paslanmaz elikler iin i paras ortalama yzey przllk deerlerini (Ra) gstermektedir. Bu deerler her bir i paras ve her bir kesme hz iin yaplan  lmenin ortalamalardr. Her iki ekilde de yksek yzey przllk deerleri elde edilmitir. Bu yksek deerler stenitik paslanmaz eliklerin yksek sneklikleri ile aklanabilir, nk yksek sneklik byk ve kararsz ynt tala (BUE) oluma eilimini artrr [16]. Ynt tala normalde yzey przlln artrr ve dolaysyla ynt talan byk ve kararsz olmas durumunda yzey przllk deeri daha da artar ve kt bir yzey oluur. 
Kesme kuvvetlerinin aksine, elde edilen yzey przllk deerlerinin kesme hzndan nemli derecede etkilendii ekil 3a ve bden grlmektedir.  paras yzey przll grafikleri incelendiinde en yksek yzey przllk deerinin her iki i

ekil 2. TiCN/TiC/Al2O3 kaplanm kesici takmla AISI 304 ve AISI 316 stenitik paslanmaz eliklerin 0,16 mm/dev ilerleme hzve 1,6 mm tala derinliinde ilenmesi sonucu kesme kuvvetlerinin deiimi 



parasmalzemesi ve her iki kesici takmda da 120 m/dakda gerekletii grlr. Genelde, kesme hznn artmas ile yzey przllk deerleri 180 m/dak kesme hzna kadar azalmtr ancak bu deerden sonra kesme hznn artmasyla yzey przllk deerleri art eilimi sergilemitir. 180 m/dak kesme hzna kadar artan kesme hzyla yzey przll deerlerinin azalmas ynt tala oluma eiliminin azalmasyla aklanabilir. nk, artan kesme hzyla scaklk artar ve scakln artmas ile de kesici utaki ynt tala sertliini ve dayanmn kaybederek devam eden kesme srecinde zerine gelen gerilmelere dayanamayarak kesici utan uzaklatrlr ve dolaysyla yksek kesme hzlarnda oluma eilimi azalr. Ancak, kesme hzndaki 180 m/dakdan sonraki artla yzey przllnn artmas, yksek kesme hzlarnda kesici takm ucundaki muhtemel kk krlmalarla (chipping) aklanabilir. 
ekil 3a ve 3bden TiCN/TiC/Al2O3 kaplanm kesici takmn genellikle daha dk yzey przllk deerlerine neden olduu da grlmektedir. Bu durumun u andaki mevcut verilerle aklanmas gtr ve dolaysyla kullanlan kesici takmlarn tarama elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmesi gerekmektedir. 



4. SONULAR 
st kaplama tabakalar farkl olan (TiC/TiCN/TiN ve TiCN/TiC/Al2O3) sementit karbr kesici takmlar kullanlarak AISI 304 ve AISI 316 stenitik paslanmaz elikler zerinde tornalama ile yaplan ilenebilirlik deneylerinden elde edilen sonular aada zetlenmitir: 
-TiC/TiCN/TiN kaplanm kesici takmla elde edilen kesme kuvvetleri TiCN/TiC/Al2O3 kaplanm kesici takmla elde edilenlerden daha dk olmakla birlikte kesme kuvvetleri arasndaki farkllk ok fazla deildir. 
-AISI 316 paslanmaz eliin tornalanmasesnasnda oluan kesme kuvvetleri, AISI 304 paslanmaz eliin tornalanmas esnasnda oluan kesme kuvvetlerinden daha yksektir. 
-Kesme hz, kesme kuvvetleri zerinde ok fazla bir etki oluturmamasna ramen tornalanmyzeylerin przllk deerlerini nemli derecede etkilemitir. Artan kesme hzile yzey przllk deerleri belirli bir kesme hz deerine kadar azalm ancak kesme hznn bu deerden sonraki artlaryla artmtr. 


