Sert Tornalama İşleminde İçten Kriyojenik Soğutmanın Yüzey Pürüzlülüğü ve Kalıntı Gerilmelere Etkileri

Abstract

ÖzetSon zamanlarda, çevre ve insan sağlığı üzerideki zararlı etkileri nedeniyle, geleneksel kesme sıvılarının kullanımının, sürdürülebilir imalat yöntemleri ile azaltılması veya ortadan kaldırılması amaçlanmaktadır. Bu sebeple, çevre dostu kesme koşullarının talaşlı imalat proseslerine adaptasyonu, günümüzde daha popüler hale gelmektedir. Bunlar arasında, kriyojenik işleme, özellikle kesilmesi zor malzemelerin talaşlı imalatında, işleme performansını artırmak için etkili bir yöntem olarak da nitelendirilmektedir. Bu çalışma, içten kriyojenik soğutmanın, sertleştirilmiş AISI 52100 rulman çeliğinin bir kesme hızı (200 m/dk), ilerleme (0.1 mm/dev) ve kesme derinliğinde (0.1 mm) tornalanmasında, yüzey pürüzlülüğü ve kalıntı gerilmelere etkilerini araştırmaktadır. Bu amaçla, sıvı azot (LN2) ve karbondioksit (CO2) iki farklı kriyojenik soğutma ortamı olarak seçilmiştir. Test sonuçları, yüzey kalitesini iyileştirmenin ve daha fazla basma gerilmeleri elde etmenin CO2 koşulunda mümkün olduğunu göstermektedir. AbstractRecently, due to detrimental effects on environment and human health, it is aimed that the usage of conventional cutting fluids is reduced or eliminated by sustainable machining techniques. Therefore, adaptation of environment-friendly cutting conditions to machining processes becomes increasingly more popular today. Among them, cryogenic machining is also characterized as an efficient method to enhance the machining performance especially when machining difficult-to-cut materials. This study investigates the effects of internal cryogenic cooling on surface roughness and residual stresses in turning of hardened AISI 52100 bearing steel at a cutting speed (200 m/min), feed (0.1 mm/rev) and depth of cut (0.1 mm). For that purpose, liquid nitrogen (LN2) and carbon dioxide (CO2) are selected as two different cryogenic cooling media. The test results show that it is possible to enhance surface quality and to obtain more compressive residual stresses under CO2 condition.