Surface Finishing of Aerospace Materials

Year 2020, Volume: 7 Issue: 2, 700 - 709, 31.05.2020

Osman Soydan , Kürşad Göv , Ömer Eyercioğlu

https://doi.org/10.31202/ecjse.691548

Cited By: 2

Abstract

Abrasive flow machining is a non-traditional production method applied to complex surfaces. Processing time and cost are very important for factories. Abrasive flow machining (AFM) is a very useful method to achieve good surface quality in a shorter time, which is very important nowadays. Especially, it is desired that the surface quality of materials with high corrosion and high heat resistance used in aviation and automotive industry is good. In this paper, the effects of AFM technique on the surface quality of material such as Ti-6Al-4V, especially used in the aerospace industry, have been observed. Taguchi method was used to see appropriate parameters and noise factors. The surface roughness values (Ra), material removal rate (MRR) were measured and the white layer formed by high heat during cutting was removed in the high cycle numbers. Wire electrical discharge machining (Wire EDM) process the white layer formed during cutting and corrected by the AFM technique is an undesirable layer on the material surface. Experiments were carried out by changing the abrasive concentration and abrasive mesh size in this abrasive media. The number of cycles was increased, and experiments were continued with up to 50 cycles. The best surface quality values were achieved in experiments using 180 abrasive grain size and 60% abrasive concentration. The surface roughness (Ra) values, material removal rate (MRR) were obtained from the surfaces of processed samples and as the number of cycles increased, the inefficient white layer formed during the Wire EDM process was removed.

Keywords

Abrasive flow machining, aerospace materials, surface roughness, material removal

Thanks

I would like to express my deepest appreciation to organizing committee of TICMET19 in the selection of my study which was presented in the conference organized on 10-12 October, 2019 in Gaziantep University

Havacılık Malzemelerinin Yüzey İşlemesi

Abstract

Aşındırıcı macun ile işleme, karmaşık yüzeylere uygulanan geleneksel olmayan bir üretim yöntemidir. Fabrikalar için işlem süresi ve maliyet üretim açısından oldukça önemlidir. Günümüzde çok önemli olan iyi yüzey kalitesini daha kısa sürede elde etmek için aşındırıcı macun ile işleme (AMİ) çok faydalı bir yöntemdir. Özellikle Havacılık ve otomotiv endüstrisinde kullanılan yüksek korozyon ve yüksek ısı direncine sahip malzemelerin yüzey kalitesinin iyi olması arzu edilmektedir. Bu yazıda, AMİ tekniğinin, özellikle havacılık endüstrisinde kullanılan Ti-6Al-4V gibi malzemelerin yüzey kalitesi üzerindeki etkileri gözlenmiştir. Uygun parametreleri ve gürültü faktörlerini görmek için Taguchi yöntemi kullanıldı. Yüzey pürüzlülüğü değerleri (Ra), malzeme kaldırma oranı (MKO) ölçüldü ve kesme sırasında yüksek ısıdan oluşan beyaz tabaka yüksek devir sayılarında çıkarıldı. Tel elektro erozyon ile işleme (Tel EEİ) sırasında oluşan ve AMİ tekniği ile düzeltilen beyaz tabaka, malzeme yüzeyinde istenmeyen bir tabakadır. Deneyler, bu aşındırıcı macundaki, aşındırıcı konsantrasyon ve aşındırıcı ağ boyutunu değiştirerek gerçekleştirildi. Döngü sayısı arttırıldı ve deneyler 50 döngüye kadar devam etti. En iyi yüzey kalitesi değerleri, 180 aşındırıcı tane boyutu ve %60 aşındırıcı konsantrasyon kullanılarak yapılan deneylerde elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü (Ra) değerleri, malzeme kaldırma oranı (MKO) işlenmiş numune yüzeylerinden alındı ve döngü sayıları arttıkça Tel EEİ işlemi sırasında oluşan verimsiz beyaz katman çıkarıldı.

Keywords

Aşındırıcı macun ile işleme, havacılık malzemeleri, yüzey pürüzlülüğü, malzeme kaldırma

References

• [1] Ravi Sankar, M., Jain, V., Ramkumar, J., Abrasive Flow Machining (AFM): An Overview. 2011.
• [2] Duval-Chaneac, M. S., Han, S., Claudin, C., Salvatore, F., Bajolet, J., Rech, J., Experimental Study on Finishing of Internal Laser Melting (SLM) Surface with Abrasive Flow Machining (AFM), Precision Engineering. 2018. 54, 1-6.
• [3] Przyklenk, K., Abrasive Flow Machining: A Process for Surface Finishing and Deburring of Workpieces with a Complicated Shape, p. 123-138. (1987).
• [4] Sato, T., Wan, S., Ang, Y., Study of Process Characteristics of Abrasive Flow Machining (AFM) for Ti-6Al-4V and Validation with Process Model. 797, 2013. 411-416.
• [5] Kumar, S. S., Hiremath, S. S., A Review on Abrasive Flow Machining (AFM), Procedia Technology. 2016. 25, 1297-1304.
• [6] Uhlmann, E., Roßkamp, S., Surface Integrity and Chip Formation in Abrasive Flow Machining, Procedia CIRP. 2018. 71, 446-452.
• [7] Rhoades, L., Abrasive Flow Machining: A Case Study, Journal of Materials Processing Technology. 1991. 28(1), 107-116.
• [8] Ali, P., Dhull, S., Walia, R. S., Murtaza, Q., Tyagi, M., Hybrid Abrasive Flow Machining for Nano Finishing - A Review, Materials Today: Proceedings. 2017. 4(8), 7208-7218.
• [9] Williams, R. E., Investigation of the Abrasive Flow Machining Process and Development of a Monitoring Strategy using Acoustic Emission, 1993.
• [10] Yadav, S., Singh, E. M., Singh, P. B. R., Effect of Unconventional Machining on Surface Roughness of Metal: Aluminum and Brass-A Case Study of Abrasive Flow. 2, 2015.
• [11] Cherian, J., Issac, D. J. I. J. o. E. T., Engineering, A. Effect of Process Variables in Abrasive Flow Machining, 2013. 3(2), 554-557.
• [12] Göv, K., Eyercioğlu, Ö., Çakır, M. V., Hardness Effects on Abrasive Flow Machining. 10, 2013. 626-631.
• [13] Kozak, J., Rajurkar, K. P., Chandarana, N., Machining of Low Electrical Conductive Materials by Wire Electrical Discharge Machining (WEDM), Journal of Materials Processing Technology. 2004. 149(1), 266-271.
• [14] Göv, K., Soğutma Sıvısında Çözünen Oksijenin Elektro Erozyonla Delinen Deliklerin Performans Parametrelerine Etkisinin İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2016. 31(2).
• [15] Göv, K., Havacılık ve Uzay Malzemelerinde Soğutma Sıvısının Elektro Erozyonla Delinen Deliklerin Performans Parametrelerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017. 32(1).
• [16] Göv, K., Eyercioğlu, Ö., Çakır, M. V., Aşındırıcı Akışkan ile İşleme (AFM) Parametrelerinin Tel Erozyonla Kesilmiş Kalıp Yüzeyine Etkisinin İncelenmesi, TMMOB Makina Mühendisleri Odası Konya Subesi VI. Makina Tasarım ve Imalat Teknolojileri Kongresi, Konya. 2011.
• [17] Göv, K., Eyercioğlu, Ö., Abrasive Flow Machining of TI-6AL-4V, International Science and Technology Conference. 2017.
• [18] Göv, K., Eyercioğlu, Ö., Effects of Abrasive Types on The Surface Integrity of Abrasive-flow-machined Surfaces, 2018. 232(6), 1044-1053.
• [19] Butola, R., Jain, R., Bhangadia, P., Bandhu, A., Walia, R., Murtaza, Q. Optimization to the Parameters of Abrasive Flow Machining by Taguchi Method. 5, 2018. 4720-4729.
• [20] Ibrahim, A. Studying Material Removal in Abrasive Flow Machining by using SiC. 34204, 2014.
• [21] Seifu, Y., Kumar, S. S., Hiremath, S. S. Modeling and Simulation: Machining of Mild Steel using Indigenously Developed Abrasive Flow Machine, Procedia Technology. 2016. 25, 1312-1319.