مطالعه تجربی نرخ براده برداری، زبری و توپوگرافی سطح ترکیب بین فلزی تیتانیوم آلومیناید در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

ترکیبات بین‌فلزی تیتانیوم آلومیناید جزو گروه اندکی از مواد هستند که قابلیت کاربرد سازه‌ای مطلوب در دمای بالا که در آن‌ها استحکام ویژه (نسبت استحکام به چگالی) و سفتی ویژه (نسبت مدول الاستیسیته به چگالی) بسیار مهم است، را دارند. در این تحقیق برخی مشخصات خروجی فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی این ترکیب بین فلزی، مانند نرخ براده‌برداری، زبری و توپوگرافی سطح ماشینکاری شده بررسی می‌شود. آزمایشات ماشینکاری به روش عاملی کامل طراحی شده‌اند به طوری که دو پارامتر اصلی جریان پالس در پنج سطح و زمان روشنی پالس در چهار سطح تغییر داده می‌شوند و سایر پارامترهای ورودی ثابت نگه داشته می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که در جریان‌های کمتر (3 و 6 آمپر)، علیرغم افزایش زمان روشنی پالس، تغییر محسوسی در نرخ براده‌برداری از قطعه‌کار مشاهده نمی‌گردد و نرخ براده‌برداری به ازای این دو جریان بسیار ناچیز می‌باشد و بیانگر این است که فرآیند پرداخت‌کاری تیتانیوم آلومیناید دشوار و زمان‌بر می‌باشد ولی در جریان‌های بیشتر (12، 24 و 64 آمپر) چنین شرایطی وجود ندارد و فرآیند خشن‌کاری این ماده به صورت بهینه انجام‌پذیر است. در جریان بالاتر از 24 آمپر به دلیل وقوع پدیده آرک، شیب افزایش نرخ براده‌برداری کاهش می‌یابد. با افزایش جریان پالس، عموما طول ترک‌ها بر روی سطح ماشینکاری شده بیشتر می‌شود و عرض دهانه ترک‌های سطحی در جریان‌های بالاتر، افزایش می‌یابد. همچنین به دلیل وقوع پدیده آرک بر روی سطح ماشینکاری شده به ازای مقادیر زیاد انرژی تخلیه الکتریکی، زبری و توپوگرافی سطح بسیار متفاوت از سایر جریان-ها و زمان‌های روشنی پالس است

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Material Removal Rate, Surface Roughness and Topography in Electrical Discharge Machining of Titanium Aluminide Intermetallic Compound

چکیده [English]

Titanium aluminide intermetallic compounds are a small group of materials that can be used at high temperature structures where the specific strength (strength to density ratio) and specific stiffness (elastic modulus to density ratio) are very important. In this study, some output characteristics of electrical discharge machining (EDM) process; including material removal rate (MRR), surface roughness and topography are investigated for this material. The DOE method of full factorial is used for planning the machining tests that two main input parameters of pulse current and pulse on time are changed in five and four different levels, respectively and other input machining parameters are kept constant during tests. The results show that in lower currents (3 and 6 A), despite the increase in pulse time, there is no significant change in MRR and the MRR for these two currents is negligible, indicating that finishing process of titanium aluminide is difficult and time consuming, but there is no such situation in more currents (12, 24 and 64 A) and the roughing process of this material is optimally carried out. For the currents above the 24 A, the gradient of MRR increase, is decreased because of arc appearance. In the states of higher electrical currents, the lengths of cracks on the machined surface are increased and the widths of cracks are growing. While arc is occurred for the higher electrical discharge energy, the surface roughness and topography are intensively different from the other current and pulse on time conditions

کلیدواژه‌ها [English]

  • Titanium aluminide intermetallic compound
  • Electrical Discharge Machining
  • Material removal rate
  • Surface roughness
  • Surface Topography