Termo-kimyasal yöntemle kaplanmış farklı kesici takım malzemelerinin talaşlı işlem kabiliyetinin incelenmesi

Abstract

Talaş kaldırma işlemlerinde kullanılan kesici takımların ömürleri aşınma nedeniyle sınırlıdır. Aşınma direncinin artırılması ekonomik kayıpların en aza indirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Uygulanan farklı kaplama yöntemleriyle, takımlar çok daha sert bileşiklerden oluşan malzemelerle kaplanıp aşınma direnci geliştirilebilmektedir. Kaplama sayesinde bir yandan takım sertliği artarken diğer yandan tokluğu muhafaza edilebilmesi önemli bir avantajdır.Sert seramik film kaplamaların en önemlileri kimyasal buhar biriktirme (CVD) ve fiziksel buhar biriktirme (CVD) yöntemleridir. Bu yöntemlerde çalışma ileri teknoloji gerektirmekte olduğundan oldukça pahalıdır. Termo-reaktif difüzyon (TRD) yöntemi ise bazı durumlarda daha ekonomik ve kolay uygulanabilir bir yöntem olup diğerlerine kıyasla yüksek maliyetli ön yatırım gerektirmez. ,Bu çalışmada, termo-reaktif difüzyon yöntemi ile AISI D2 ve M2 çeliklerinin yüzeylerine borlama ve titanyumluma işlemi uygulanmıştır. AISI D2 çeliğine 950 °C' de 1 saat süre ile, AISI M2 çeliğine 1000°C'de 1 saat süre ile borlama işlemi uygulanmış, borlamadan sonra numunelerin yüzeyine 1050°C' de 1 saat süre ile titanyumluma işlemi uygulanmıştır. Bu çalışmanın amacı aşınmaya dayanıklı yüksek sertlikte borür/nitrür/karbür tabakaları oluşturmaktır.Elde edilen kaplama tabakaları üzerinde, elektron mikroskobu, x-ışını, EDS ve mikro sertlik analizleri yoluyla karekterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra kaplamalı ve kaplamasız numuneler kesme (talaş kaldırma) testlerine tabi tutularak aşınma, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri açısından kıyaslanmıştır.

Tool wear is an important phenomena that restricts the tool life of cutting tools. Therefore it is of prominent importance to increase the wear resistance of cutting tools in terms of production cost. By applying different coating techniques, tool materials can be coated with much harder compounds in order to increase wear resistance. One of the particular advantages of coating process is that the tool toughness can be retained, even increased, together with the improvement in hardness..Although CVD and PVD coating techniques are widely used processes, they require high initial investment costs and technology. On the other hand, thermo-chemical reaction process (TRD) is much cheaper, easier to apply and requires no high investment costs.In this study, two different steels, AISI D2 and M2, used generally for cutting applications, have been subjected to reaction with boron and titanium by means of TRD process. Boronized D2 steel has been processed at 950 C for 1 hour, boronized M2 at 1000 C for 1 hour. Some of the boronized samples from both materials were subjected to titaniumizing at 1050 C for 1 hour to obtain titanium based compoundsThe coated samples were characterised by SEM, x-ray, EDS analysis and micro hardness testing. Then a machinability test was carried out by the coated samples on a free cutting steel to observe the wear resistance, surface roughness and cutting forces