Investigation of cutting performance and wear behavior of nanolayer altin/tin coated carbide cutting tools during milling of ti6al4v alloy

Ti6Al4V titanyum alaşımı, sahip olduğu yüksek sıcaklık dayanımı ve biyolojik uyumluluğu nedeniyle havacılık ve sağlık alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak, bu malzemenin işlenmesi sırasında ortaya çıkan yüksek kesme sıcaklıkları ve malzemenin kesici takım yüzeyine adezyonu nedeniyle, karbür kesici takımlar kısa sürede aşınmakta ve ömürlerini tamamlamaktadırlar. Karbür kesici takımların aşınma direncinin ve ömürlerinin artırılması amacıyla, bu tez çalışmasında, bu takımlar üzerine nanotabakalı AlTiN/TiN kaplamalar biriktirilmiştir. Ayrıca kuru işleme yapılarak soğutma sıvısı kullanımının ortadan kaldırılması ve böylece işleme maliyetlerinin azaltılması çalışmanın hedefleri arasındadır. Nanotabakalı AlTiN/TiN kaplamaların aşınma davranışlarını ve kesme performanslarını karşılaştırmak amacıyla, tek tabakalı TiN ve tek tabakalı TiAlN kaplamalar da karbür takımlar üzerine biriktirilmiştir. Üretilecek nanotabakalı AlTiN/TiN kaplamaların mikrosertlik, altlık malzemeye adezyon ve sürtünme özelliklerinin belirlenmesi ve kesme performanslarının ortaya konması, bu kaplamaların, talaşlı imalat sektöründe kullanım şartlarının belirlenmesi açısından önem arz etmektedir. Bu yüzden bu tez çalışmasında, nanotabakalı AlTiN/TiN kaplamalar fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile altlık malzemeler ve karbür kesici takımlar üzerine biriktirildikten sonra nanoindentasyon ile mikrosertlikleri, çizik testi ile altlık malzemeye adezyonları ve bilye-disk yöntemi ile sürtünme katsayıları belirlenmiştir. Ti6Al4V alaşımı üzerinde yüzey frezeleme testleri yapılarak, bu kaplamanın karbür kesici takımların kesme performansı ve aşınma davranışı üzerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kesme parametrelerinin kesme kuvveti ve iş parçasının yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Aşınmış kesici takımlar üzerinde SEM ve EDS analizleri yapılarak meydana gelen aşınma tipleri ve mekanizmaları ortaya koyulmuştur. Kaplamalı ve kaplamasız takımlar ile karşılaştırıldığında, nanotabakalı AlTiN/TiN kaplamalı karbür kesici takımlar 1,2-4,0 kat daha uzun takım ömrü vermiştir. Nanotabakalı AlTiN/TiN kaplamaların kesme kuvvetine ve yüzey pürüzlülüğüne olumlu bir etkisi gözlenmemiştir