ارزیابی آزمایشگاهی اثر همزمان نانو ذره اکسید‌روی و شدت جریان تخلیه‌الکتریکی برروی نرخ‌برداشت‌ماده، زبری‌سطح و ریز ترک‌های سطحی4140 AISI1045 ، AISI و AISI D3

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مکانیک- دانشکده مهندسی- دانشگاه صنعتی قوچان- قوچان- ایران

2 مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه فنی و حرفه ای خراسان رضوی، دانشگاه شهید محمد منتظری مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر افزودن نانوذرات مختلف در دی الکتریک فرآیند تخلیه الکتریکی به منظور بهبود نرخ‌برداشت‌ماده و زبری سطح مطرح شده است. در همین راستا، اثرات افزودن نانوذرات اکسید‌فلزی نظیر مس، آلومینیوم، اکسید آلومینیوم،کربن، سیلیسوم، کاربیدسیلیسوم، تنگستن، در دی‌الکتریک‌های مختلف مانند آب دیونیزه شده، نفت‌سفید، روغن معدنی و روغن سیلیکون بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که پارامترهایی از جمله چگالی، اندازه ذرات، غلظت ذرات و ضریب مقاومت الکتریکی و ضریب هدایت حرارتی نانوذرات می‌تواند بر عملکرد فرآیند تأثیر بگذارد. اکسیدروی یکی از اکسیدهای فلزی است که دارای ضریب هدایت حرارتی پایین و مقاومت الکتریکی بالایی است و لذا می‌تواند عملکرد فرآیند تخلیه الکتریکی را بهبود دهد. در این مقاله، اثرات غلظت جرمی نانو ذرات اکسیدروی به ازای هر لیتر (1تا 4 گرم/لیتر) در دی‌الکتریک فرآیند تخلیه الکتریکی و تغییر شدت جریان (بینA 6 تا A 24)، بر میزان نرخ‌برداشت‌ماده و زبری‌سطح در فولادهای 1045AISI، 4140AISI و 3AISI D در دو محدوده ماشینکاری خشن‌کاری و پرداخت‌کاری بررسی شده است. در ماشینکاری خشن، نتایج نشان می‌دهد که غلظت جرمی 4 گرم/لیتر نانوذره اکسیدروی می‌تواند مقادیر نرخ‌برداشت‌ماده را در 1045AISI، 4140AISI و 3AISI D به ترتیب به میزان 10%، 50% و 40% بهبود دهد. این تغییرات ارتباط مستقیم با ضریب هدایت حرارتی فولادهای مذکور دارد، اما با چگالی آنها مرتبط نیست. در پرداخت‌کاری (با شدت جریان A6 )، نتایج نشان می‌دهد که زبری سطح قطعات در حالت پرداختکاری در 4140AISI و 3AISI D حداقل 30% بهبود یافته است، اما در 1045AISI بهبود ایجاد شده تنها 10% می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental evaluation of the simultaneous effect of Nanoparticle ZnO and spark peak current on MRR, surface roughness and surface micro cracks of the AISI1045، AISI 4140 و AISI D3

نویسندگان [English]

  • Masoud Pour 1
  • Hossein Rezaee 2
  • Mansour Bagheri 2
  • Hassan Faramarzi 2
1 Mechanic-engineering faculty- Quchan university of technology-Quchan-Iran
2 Department Of Mechanical Engineering. Faculty of shahid Mohammad Montazeri, Mashhad Branch, Technical and Vocational University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

In recent years, the addition of the various nanoparticles in dielectric of EDM process has been considered in order to improve the material removal rate (MRR) and surface roughness. In this regard, the effects of the addition of metal oxide nanoparticles including Cu, Al, Al2O3, C, Si, SiC, Gr and W, in different dielectric such as deionized water, kerosene, mineral oil and silicon oil, are surveyed. The results illustrate that the parameters such as the density, particle size, particle concentration and electrical and thermal conductivity of the nanoparticles can be affected on the process performance. ZnO is one of metal oxides which has high thermal and electrical conductivity so that it can improve the performance of EDM process. In this paper, the effects of the mass concentration of ZnO particle (1 to 4 gr)in dielectric of EDM process and the variation of peak current (between 6A to 24 A) on MRR and surface roughness in AISI 1045، AISI 4140, AISI D3 steels are investigated. The studies are done in two classifications that are including the rough and the finish machining. In rough machining, the results illustrate that the mass concentration 4 gram of ZnO nanoparticle mass increase the MRR values up to %10, %50 and %40, in AISI1045, AISI4140 and AISID3, respectively. Although, In finish machining (with the peak current 6A), the results are shown that the surface roughness in finishing in the AISI 4140 and AISI D3 was significantly improved, but the improvement of AISI 1045 is just %10.

کلیدواژه‌ها [English]

  • EDM process
  • ZnO Nanoparticle
  • MRR
  • Surface roughness