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

Abstract

Bu çalışmada, bakır (Cu) ve silisyum (Si) katkılarının Al-25Zn alaşımının mekanik ve işlenebilirlik 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 döküm yöntemi ile üretilerek mikroyapı ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Kesme deneyleri, CNC torna tezgâhında CVD-Al2O3 kaplamalı takım ile üçer farklı kesme hızı (250-350-450 m/dak) ve ilerleme (0,05-0,1-0,15 mm/dev) ile birlikte 1,5 mm sabit kesme derinliği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Al-25Zn alaşımının içyapısının alüminyumca zengin ? dendritlerinden ve çinkoca zengin interdendiritik ? fazından oluştuğu gözlenmiştir. Bu alaşıma yapılan %3 Cu ilavesi ile içyapıda intermetalik ? ve ?+? fazı ile birlikte ? fazının oluştuğu, Al-25Zn-3Cu alaşımına yapılan %3 Si ilavesi ile ?, ?+?, ? fazlarının yanı sıra ötektik ve primer silisyum parçacıklarının oluştuğu tespit edilmiştir. Al-25Zn alaşımına Cu ve Al-25Zn-3Cu alaşımına ise Si ilavesi ile sertlik, akma ve çekme dayanımının arttığı, kopma uzamasının azaldığı belirlenmiştir. İşlenebilirlik deneyleri sonucunda, kesme kuvvetlerinin en yüksek Al-25Zn-3Cu- 3Si en düşük ise Al-25Zn-3Cu alaşımlarının işlenmesinde ölçüldüğü gözlenmiştir. En düşük yüzey pürüzlülüğü değerlerinin tüm kesme hızlarında ve 0,05-0,1 mm/dev ilerleme oranlarında Al-25Zn alaşımında ve 0,15 mm/dev ilerlemede ise Al-25Zn-3Cu alaşımında ölçüldüğü tespit edilmiştir. En yüksek yüzey pürüzlülüğü değerleri ise tüm kesme hızlarında Al-25Zn-3Cu-3Si alaşımında olduğu belirlenmiştir.

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 ? dentrites and zinc-rich interdendritic ? phase. In addition to intermetallic ? and ?+? phases, ? phase was formed with 3% Cu addition to this alloy and the eutectic and primary silicon particles were formed in addition to ?, ? + ?, ? 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.