ULTRASONIC ASSISTED DRILLING OF PRECIPITATION HARDENED MARTENSITIC STAINLESS STEEL
Date
2023-01-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
17PH4 Stainless Steel is widely used in sectors such as the nuclear industry, aerospace,
and defence industry, thanks to its significant corrosion resistance, high fatigue and
tensile strength, toughness, and high hardness. Drilling is one of the most used methods
in these sectors and general machining processes, but it reduces the drilling
performance considerably due to the high wear resistance, hardness, and thermal
conductivity of this material. Ultrasonic Assisted Drilling (UAD) is a hybrid method
that makes the metal removal process more accessible by using low amplitude
vibrations and high frequency. For the first time, the UAD method was used to increase
the efficiency of a drilling operation in 17-PH-4 stainless steel in this study. The
experimental design was prepared to compare the conventional drilling (CD) method
and UAD, as well as to see the effect of UAD on pecking and direct drilling. The
experimental results showed that UAD reduces cutting forces, burr formation at the
exit hole, built-up edge (BUE), and continuous chip formation, increases dimensional
accuracy, and improves surface quality compared to the conventional drilling method.
The test results show that the increase in cutting speed significant effect on the
reduction of cutting forces, BUE, surface roughness, and continuous chip formation.
When the surface roughness, cutting forces, and burr formation results are examined,
the positive effect of UAD is higher in direct drilling than in pecking.
Description
ÇÖKELTİLEREK SERTLEŞTİRİLMİŞ MARTENSİTİK PASLANMAZ
ÇELİK MALZEMEDE ULTRASONİK DESTEKLİ DELİK DELME
ÖZ: 17PH4 Paslanmaz Çelik, önemli korozyon direnci, yüksek yorulma ve çekme mukavemeti, tokluk ve yüksek sertliği sayesinde nükleer sektör, havacılık ve savunma sanayi gibi sektörlerde kullanımı oldukça yaygındır. Bu sektörlerde ve genel talaşlı imalat süreçlerinde ise delik delme en çok kullanılan yöntemlerden birisidir fakat bu malzemenin yüksek aşınma direnci, sertliği ve ısıl iletim kapasitesi nedeniyle delik delme performansını oldukça düşürür. İlk kez, bu çalışmada 17-PH-4 paslanmaz çeliğinde delik delme operasyonunun verimini arttırmak için Ultrasonik Destekli Delik Delme (UDDD) yöntemi kullanılmıştır. UDDD düşük genlikli titreşimler ve yüksek frekans kullanarak talaş kaldırma sürecini kolaylaştıran hibrit bir yöntemdir. Test planı, hem geleneksel delik delme (GDD) yöntemi ve UDDD’yi kıyaslamak hem de UDDD’nin gagalama ve direkt delik delme üzerindeki etkisini görmek üzere hazırlanmıştır. Deney sonuçları, UDDD’nin geleneksel delik delme yöntemine göre kesme kuvvetlerini, delik çıkışındaki çapak oluşumunu ve yığıntı talaş (YT) oluşumunu azalttığını, boyutsal doğruluğu arttırdığını ve yüzey kalitesinin iyileştiğini göstermiştir. Test sonuçları, kesme hızının artmasının; kesme kuvvetleri, YT, yüzey pürüzlülüğü ve sürekli talaş formunun azalmasında bariz bir etkisi olduğunu göstermiştir. Ek olarak yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvvetleri ve çapak oluşumu sonuçları incelendiğinde direkt delik delmede UDDD' nin olumlu etkisi, gagalamaya göre daha fazla olmuştur.
ÖZ: 17PH4 Paslanmaz Çelik, önemli korozyon direnci, yüksek yorulma ve çekme mukavemeti, tokluk ve yüksek sertliği sayesinde nükleer sektör, havacılık ve savunma sanayi gibi sektörlerde kullanımı oldukça yaygındır. Bu sektörlerde ve genel talaşlı imalat süreçlerinde ise delik delme en çok kullanılan yöntemlerden birisidir fakat bu malzemenin yüksek aşınma direnci, sertliği ve ısıl iletim kapasitesi nedeniyle delik delme performansını oldukça düşürür. İlk kez, bu çalışmada 17-PH-4 paslanmaz çeliğinde delik delme operasyonunun verimini arttırmak için Ultrasonik Destekli Delik Delme (UDDD) yöntemi kullanılmıştır. UDDD düşük genlikli titreşimler ve yüksek frekans kullanarak talaş kaldırma sürecini kolaylaştıran hibrit bir yöntemdir. Test planı, hem geleneksel delik delme (GDD) yöntemi ve UDDD’yi kıyaslamak hem de UDDD’nin gagalama ve direkt delik delme üzerindeki etkisini görmek üzere hazırlanmıştır. Deney sonuçları, UDDD’nin geleneksel delik delme yöntemine göre kesme kuvvetlerini, delik çıkışındaki çapak oluşumunu ve yığıntı talaş (YT) oluşumunu azalttığını, boyutsal doğruluğu arttırdığını ve yüzey kalitesinin iyileştiğini göstermiştir. Test sonuçları, kesme hızının artmasının; kesme kuvvetleri, YT, yüzey pürüzlülüğü ve sürekli talaş formunun azalmasında bariz bir etkisi olduğunu göstermiştir. Ek olarak yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvvetleri ve çapak oluşumu sonuçları incelendiğinde direkt delik delmede UDDD' nin olumlu etkisi, gagalamaya göre daha fazla olmuştur.
Keywords
manufacturing engineeering