Bor nitrür kaplamalı kesici takımların performans değerlendirmesi

Abstract

Bu çalışmada, fiziksel buhar biriktirme (FBB) tekniği ile Bor Nitrür kaplamalar yapılmıştır. Kaplanmış alttaşlar D2 çeliği, karbür parmak frezeler ve silikondur. BN ile kaplanmış her bir alttaş için karakterizasyonlar yapılmıştır. Karakterizasyon ölçümlerinin yanı sıra karbür parmak frezelerin kesme testleri de gerçekleştirilmiştir. Kaplama deneylerinde BN oluşumu için tek kristal hekzagonal BN (h-BN) hedef plakası kullanılmıştır. Güç kaynağı olarak radyo frekansı (RF) ve İndüktif Eşleştirilmiş Plazma (IEP) kullanılmıştır. Farklı parametrelerde BN kaplamalar yapılmıştır ve sonuçlar yorumlanmıştır. BN kaplama deneyleri sonucunda kaplama kalınlığı, nano sertlik, sürtünme katsayısı, kristal yapı analizi ve çizilme davranışı ölçülmüştür. BN kaplı karbür parmak frezelerin kuvvet ve moment ölçümleri, dinamometre kullanılarak CNC freze tezgâhında yapılmıştır. Çalışmaların sonuçlarına göre, farklı parametrelerde BN kaplamalı karbür parmak frezelerin iş parçasının işlenmesi sırasında kesme kuvvetlerini ve momentlerini azaltabildiği görülmüştür. IEP güç kaynağı kullanımının, nano sertlik, kaplama kalınlığı ve sürtünme katsayısı üzerinde olumlu sonuçları olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, boron nitride coatings are made by physical vapor deposition (PVD) technique. The coated substrates are D2 steel, carbide end mills and silicon wafer. Characterizations are performed for each substrate coated with BN. Apart from characterization measurements, cutting tests of carbide end mills are performed. Single crystal hexagonal BN (h-BN) target is used for BN formation in coating experiments. Radio frequency (RF) and Inductively Coupled Plasma (ICP) are used as power supplies. BN coatings in different parameters are made and the results are revealed. As a result of BN coating experiments, coating thickness, nano hardness, friction coefficient, crystal structure analysis and scratch behavior are measured. Force and moment measurements of carbide end mills coated with BN are made on CNC milling machine using dynamometer. According to the results of the studies, it is seen that carbide end mills with BN coating in different parameters can reduce the cutting forces and moments when machining the work piece. The positive results of the use of the ICP power supply on nano hardness, coating thickness and coefficient of friction are observed.