Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2023 / Cilt: 38 - Sayı: 4

The effect of cutting tool and cutting speed on the surface integrity and functional properties in milling of NiTi shape memory alloys

NiTi şekil bellekli alaşımların frezelenmesinde kesici takım ve kesme hızının yüzey bütünlüğü ve fonksiyonel özellikleri üzerine etkisi

Pages
2375–2384
Publication Date
2023-04-12
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

İşlenmemiş malzeme mikrosertlik değeri 340 HV iken, karbür kesici takım ile 25 m/min kesme hızında gerçekleştirilen işlemede, kesilen yüzeyden 20 µm derinlikte bu değerin %57 oranında arttığı gözlemlenmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Nikel titanyum şekil hafızalı alaşımlar, fonksiyonel ve üstün mekanik özellikleri nedeni ile birçok uygulamada kullanılmaktadır.
📊
Key Findings & Data:Özellikle fonksiyonel bütünlük ve yüzey bütünlüğünün talaşlı imalattan negatif olarak etkileniyor oluşu havacılık ve biyomedikal gibi uygulamalarda potansiyel riskler meydana getirmektedir.
💡
Conclusion & Impact:İşlenmemiş malzeme mikrosertlik değeri 340 HV iken, karbür kesici takım ile 25 m/min kesme hızında gerçekleştirilen işlemede, kesilen yüzeyden 20 µm derinlikte bu değerin %57 oranında arttığı gözlemlenmiştir.
🔬Design:Review & Systematic Survey
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:NiTi · Yüzey bütünlüğü · Kesici takım malzemesi

Özet

Nikel titanyum şekil hafızalı alaşımlar, fonksiyonel ve üstün mekanik özellikleri nedeni ile birçok uygulamada kullanılmaktadır. Bu alaşımların talaşlı imalat ile işlenebilirliğinin güç olduğu literatürde birçok araştırmada kabul görmüştür. Özellikle fonksiyonel bütünlük ve yüzey bütünlüğünün talaşlı imalattan negatif olarak etkileniyor oluşu havacılık ve biyomedikal gibi uygulamalarda potansiyel riskler meydana getirmektedir. Bu araştırmada oda sıcaklığında östenitik eşatomik NiTi alaşımı yüzey frezeleme ile çeşitli kesici takım malzemeleri kullanılarak işlenmiştir. Araştırmada 25-400 m/min arasındaki kesme hızları kullanılmış ve bu değişkenlerin yüzey bütünlüğü ile fonksiyonel bütünlük parametreleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Kesme hızının 100 m/min üzerine çıkması ile araştırılan kesici takımların genelinde daha düşük pürüzlülüğü elde edilmiştir. En düşük yüzey pürüzlülüğü değeri CBN kesici takım ile 400 m/min kesme hızı kullanıldığında elde edilmiştir. Faz dönüşüm entalpisi değerinin, işlenen tüm numunelerde işlenmemiş numuneye göre düştüğü, dönüşüm sıcaklığı histerezisinin ise arttığı sonucuna ulaşılmıştır. Buna göre, araştırılan tüm kesici takımlar için kesme hızı değeri artışının dönüşüm entalpisi ve dönüşüm sıcaklığı histerezisinde daha az etki yarattığı gözlemlenmiştir. Benzer olarak, kesme hızındaki artış ile yüzey altı sertleşmesinin daha az etkili olduğu gözlemlenmiştir. İşlenmemiş malzeme mikrosertlik değeri 340 HV iken, karbür kesici takım ile 25 m/min kesme hızında gerçekleştirilen işlemede, kesilen yüzeyden 20 µm derinlikte bu değerin %57 oranında arttığı gözlemlenmiştir.

🔖

Cite This Article

KAYA, E., KAYA, İ. (2023). The effect of cutting tool and cutting speed on the surface integrity and functional properties in milling of NiTi shape memory alloys. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 38 - Sayı: 4, 2375–2384. https://ajindex.com/articles/886086

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (16)

  1. Bil, C., K. Massey, and E.J. Abdullah, Wing morphing control with shape memory alloy actuators, J. Intell. Mater. Syst. Struct., 24 (7), 879-898, 2013.
  2. Safaei, K., et al., Additive Manufacturing of NiTi Shape Memory Alloy for Biomedical Applications: Review of the LPBF Process Ecosystem, JOM, 73 (12), 3771-3786, 2021
  3. Chaudhari, R., J.J. Vora, and D. Parikh, A review on applications of nitinol shape memory alloy, in Recent Advances in Mechanical Infrastructure., Springer, 123-132, 2021.
  4. Antonucci, V., et al., Shape Memory Alloy Engineering: For Aerospace, Structural, and Biomedical Applications, Butterworth-Heinemann, 2021.
  5. Weinert, K. and V. Petzoldt, Machining of NiTi based shape memory alloys, Materials science and engineering: A, 378 (1-2), 180-184, 2004.
  6. Araujo, A.C., Y. Landon, and P. Lagarrigue, Smart drilling for Aerospace Industry: state of art in research and education, Procedia CIRP, 99, 387-391, 2021.
  7. Ginting, A. and M. Nouari, Experimental and numerical studies on the performance of alloyed carbide tool in dry milling of aerospace material, Int. J. Mach. Tools Manuf., 46 (7-8), 58-768, 2006.
  8. De Souza, A.F. and R.T. Coelho, Experimental investigation of feed rate limitations on high speed milling aimed at industrial application, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 32 (11-12), 1104-1114, 2007.
  9. Huang, H., A study of high-speed milling characteristics of nitinol, Mater. Manuf. Processes,. 19 (2), 159-175, 2004.
  10. Guo, Y., et al., Machinability and surface integrity of Nitinol shape memory alloy, CIRP Annals, 62 (1), 83-86, 2013.
  11. Umbrello, D. and L. Filice, Improving surface integrity in orthogonal machining of hardened AISI 52100 steel by modeling white and dark layers formation, CIRP annals, 58 (1), 73-76, 2009.
  12. Piquard, R., et al., Micro-end milling of NiTi biomedical alloys, burr formation and phase transformation, Precision Engineering, 38 (2), 356-364, 2014.
  13. Kaynak, Y., et al., Surface characteristics of machined NiTi shape memory alloy: the effects of cryogenic cooling and preheating conditions, J. Mater. Eng. Perform., 26 (7), 3597-3606, 2017.
  14. Zailani, Z.A. and P.T. Mativenga, Effects of chilled air on machinability of NiTi shape memory alloy, Procedia Cirp, 45, 207-210, 2016.
  15. Kaya, E. and İ. Kaya, A review on machining of NiTi shape memory alloys: The process and post process perspective, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 100 (5), 2045-2087, 2019.
  16. Kaynak, Y., H. Karaca, and I. Jawahir, Cutting speed dependent microstructure and transformation behavior