Pirinç elektrotlarda kriyojenik işlemin hızlı delik delme performansına etkisinin incelenmesi

Abstract

In this study, experiments were analyzed by using EDM method for fast hole drilling and cryogenic treatment of electrode rods using various parameters. Brass electrode tubes with Ø 3, Ø 2 and Ø 1 diameter sizes were used in the experiments and the electrodes were deep cryogenically treated at -196 C for 12 hours, deep cryogenically treated at -196 C for 6 hours and non-cryogenically treated electrodes were tested. In all experiments, the processing performance results were analyzed by using 7A-4A current, 30-23µs arc time (Ton), 3 µs dwell time (Toff) and 3V voltage values considering the machine safe operating parameters. . The effects of cryogenically treated and untreated electrodes on machining performance were evaluated with machining time (min), metal removal rate (g/min), electrode wear rate (g/min), kerf (degrees), microhardness changes and workpiece surface morphology analysis. According to the results, it was observed that deep cryogenic treatment partially increased the MRR (5%) at 6 hours of application and reduced the relative tool wear up to 40% when applied for 12 hours in the tests performed on 1 mm electrodes. SEM and EDS analyzes were also performed to examine the surface properties. According to SEM and EDX analysis of the drilled hole surfaces, workpiece and brass electrode residues were found on the machined surfaces. Since the workpieces placed in the designed clamping apparatus can be easily separated and analyzed after the process, there is no need for extra machining or chipless manufacturing methods, cutting or cooling fluids.

Bu çalışmada pirinç elektrotlara farklı süre ve sıcaklıklarda uygulanan kriyojenik işlemin etkileri incelenmiştir. Bu amaçla derin kriyojenik işlem görmüş ve işlem görmemiş elektrotlar aynı koşullar altında test edilmiştir. Deneylerde Ø 3, Ø 2 ve Ø 1 çap ölçülerine sahip pirinç elektrot tüpler kullanılmış olup elektrotlara 196 C’de 12 saat derin kriyojenik işlem uygulanmış, -196 C’de 6 saat derin kriyojenik işlem uygulanmış ve kriyojenik işlem görmemiş elektrotlar test edilmiştir. Tüm deneylerde makina güvenli çalışma parametreleri dikkate alınarak 7A-4A akım, 30-23µs vurum süresi (Ton), 3 µs bekleme süresi (Toff) ve 3V voltaj değerleri kullanarak işleme performansı sonuçları incelenmiştir. Kriyojenik işlemli ve işlemsiz elektrotların işleme performansına etkileri işleme süresi (dak), talaş kaldırma oranı (g/dak), elektrot aşınma oranı (g/dak), kerf (derece), mikrosertlik değişimleri (hv) ve iş parçası yüzey morfolojisi analizleri ile değerlendirilmiştir. Eldeki sonuçlara göre derin kriyojenik işlemin; 1 mm’lik elektrotlarda yapılan testlerde 6 saat uygulamada MRR’ı (İş Parçası Talaş Kaldırma Oranı) kısmi olarak artırdığı (%5), 12 saat uygulandığında bağıl takım aşınmasını %40’a kadar azaltabildiği gözlenmiştir. Ayrıca yüzey özelliklerinin incelenmesi için SEM ve EDS analizleri yapılmıştır. Delinen delik yüzeylerinden alınan SEM ve EDS analizlerine göre işlenen yüzeylerde iş parçası ve pirinç elektrot kalıntılarına rastlanmıştır. Tasarlanan bağlama aparatına yerleştirilen iş parçalarının işlem sonrası kolayca ayrılıp analiz edilebilmesi sayesinde ekstra talaşlı veya talaşsız imalat yöntemlerine, kesme veya soğutma sıvılarına ihtiyaç duyulmamıştır.