Bakır ve Silisyum İlavelerinin Al-25Zn Alaşımının CVD-Al2O3 Kaplamalı Takımlarla Tornalanmasında İşlenebilirliğe Etkisinin İncelenmesi

Investigation of the Effect on Copper and Silicon Additives on Machinability in Turning of Al-25Zn Alloy with CVD-Al2O3 Coated Tools

Özet

Bu çalışmada, bakır (Cu) ve silisyum (Si) katkılarının Al-25Zn alaşımının mekanik veişlenebilirlik özellikleri üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. İkili Al-25Zn, üçlü Al-25Zn-3Cu ve dörtlü Al-25Zn-3Cu-3Si alaşımlar indüksiyonla ergitme ve kokil kalıba dökümyöntemi ile üretilerek mikroyapı ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Kesme deneyleri, CNCtorna tezgâhında CVD-Al2O3 kaplamalı takım ile üçer farklı kesme hızı (250-350-450 m/dak) veilerleme (0,05-0,1-0,15 mm/dev) ile birlikte 1,5 mm sabit kesme derinliği kullanılarakgerçekleştirilmiştir. Al-25Zn alaşımının içyapısının alüminyumca zengin α dendritlerinden veçinkoca zengin interdendiritik η fazından oluştuğu gözlenmiştir. Bu alaşıma yapılan %3 Cuilavesi ile içyapıda intermetalik α ve α+η fazı ile birlikte θ fazının oluştuğu, Al-25Zn-3Cualaşımına yapılan %3 Si ilavesi ile α, α+η, θ fazlarının yanı sıra ötektik ve primer silisyumparçacıklarının oluştuğu tespit edilmiştir. Al-25Zn alaşımına Cu ve Al-25Zn-3Cu alaşımına iseSi ilavesi ile sertlik, akma ve çekme dayanımının arttığı, kopma uzamasının azaldığıbelirlenmiştir. İşlenebilirlik deneyleri sonucunda, kesme kuvvetlerinin en yüksek Al-25Zn-3Cu-3Si en düşük ise Al-25Zn-3Cu alaşımlarının işlenmesinde ölçüldüğü gözlenmiştir. En düşükyüzey pürüzlülüğü değerlerinin tüm kesme hızlarında ve 0,05-0,1 mm/dev ilerleme oranlarındaAl-25Zn alaşımında ve 0,15 mm/dev ilerlemede ise Al-25Zn-3Cu alaşımında ölçüldüğü tespitedilmiştir. En yüksek yüzey pürüzlülüğü değerleri ise tüm kesme hızlarında Al-25Zn-3Cu-3Sialaşımında olduğu belirlenmiştir.

Abstract

In this study, the effect of copper (Cu) and silicon (Si) additives on mechanical and machinability properties of Al-25Zn alloy was investigated experimentally. Binary Al-25Zn, ternary Al-25Zn- 3Cu and quaternary Al-25Zn-3Cu-3Si alloys were produced by induction melting and permanent mold casting method and microstructure and mechanical properties of these alloys were determined. Cutting tests were conducted using CVD Al2O3 coated cutting tool on CNC lathe with three different cutting speeds (250-350-450 m/min) and feed rate (0,05-0,1-0,15 mm/rev) and 1,5 mm constant depth of cut. The internal structure of Al-25Zn alloy was observed to be composed of aluminum-rich α dentrites and zinc-rich interdendritic η phase. In addition to intermetallic α and α+η phases, θ phase was formed with 3% Cu addition to this alloy and the eutectic and primary silicon particles were formed in addition to α, α + η, θ phases with the addition of 3% Si to the Al-25Zn-3Cu alloy. Al-25Zn and Al-25Zn-3Cu alloys by adding Cu and Si, respectively, hardness, yield and tensile strength increased while breaking elongation decreased. As a result of the machinability tests, it was observed that the cutting forces were measured at the highest Al-25Zn-3Cu-3Si and the lowest Al-25Zn-3Cu alloys. It was found that the lowest surface roughness values were measured in Al-25Zn alloy at all cutting speeds and feed rates of 0,05-0,1 mm/dev and in Al-25Zn-3Cu alloy at feed rate of 0,15 mm/rev. The highest surface roughness values were determined in Al-25Zn-3Cu-3Si alloy at all cutting speeds.