The effect of cutting tool and cutting speed on the surface integrity and functional properties in milling of NiTi shape memory alloys

Abstract

Nikel titanyum şekil hafızalı alaşımlar, fonksiyonel ve üstün mekanik özellikleri nedeni ile birçok uygulamada kullanılmaktadır. Bu alaşımların talaşlı imalat ile işlenebilirliğinin güç olduğu literatürde birçok araştırmada kabul görmüştür. Özellikle fonksiyonel bütünlük ve yüzey bütünlüğünün talaşlı imalattan negatif olarak etkileniyor oluşu havacılık ve biyomedikal gibi uygulamalarda potansiyel riskler meydana getirmektedir. Bu araştırmada oda sıcaklığında östenitik eşatomik NiTi alaşımı yüzey frezeleme ile çeşitli kesici takım malzemeleri kullanılarak işlenmiştir. Araştırmada 25-400 m/min arasındaki kesme hızları kullanılmış ve bu değişkenlerin yüzey bütünlüğü ile fonksiyonel bütünlük parametreleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Kesme hızının 100 m/min üzerine çıkması ile araştırılan kesici takımların genelinde daha düşük pürüzlülüğü elde edilmiştir. En düşük yüzey pürüzlülüğü değeri CBN kesici takım ile 400 m/min kesme hızı kullanıldığında elde edilmiştir. Faz dönüşüm entalpisi değerinin, işlenen tüm numunelerde işlenmemiş numuneye göre düştüğü, dönüşüm sıcaklığı histerezisinin ise arttığı sonucuna ulaşılmıştır. Buna göre, araştırılan tüm kesici takımlar için kesme hızı değeri artışının dönüşüm entalpisi ve dönüşüm sıcaklığı histerezisinde daha az etki yarattığı gözlemlenmiştir. Benzer olarak, kesme hızındaki artış ile yüzey altı sertleşmesinin daha az etkili olduğu gözlemlenmiştir. İşlenmemiş malzeme mikrosertlik değeri 340 HV iken, karbür kesici takım ile 25 m/min kesme hızında gerçekleştirilen işlemede, kesilen yüzeyden 20 µm derinlikte bu değerin %57 oranında arttığı gözlemlenmiştir.