بهبود خواص سطحی فولاد ابزار H13 AISIبا لایه نشانی تخلیه الکتریکی آلیاژهای Ti-Cr-Cu

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 رییس دانشکده مکانیک دانشگاه تبریز

2 دانشگاه تبریز

3 پژوهشگر پسا دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

در این مقاله تأثیر پارامترهای ورودی (زمان روشنی پالس، شدت جریان ورودی ، ولتاژ و سیکل وظیفه) فرآیند لایه نشانی به روش تخلیه الکتریکی روی خواص سطحی فولاد ابزار AISI H13 شامل تغییرات سختی سطح، عمق لایه نشانی سطح و زبری سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور از الکترودهای Ti-Cr-Cu فرآوری شده با متالورژی پودر استفاده شد. به منظور بررسی ضخامت لایه سطحی با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی از سطح نمونه ها تصویر برداری صورت گرفت و تغییرات سختی سطح به روش میکروسختی سنجی اندازه گیری شد. همچنین جهت شناسایی ترکیبات تشکیل شده در سطح، از روش پراش سنجی اشعه ایکس استفاده شده و زبری سطح نمونه ها، با استفاده از پارامتر زبری میانگین سطح ((Ra کنترل گردید. نتایج نشان می دهند در اثر انجام این فرآیند، کاربیدهایی مثل TiC ، Cr7C3 و Fe2C در سطح قطعه کار تشکیل شده و باعث افزایش سختی سطح آن می شوند. همچنین با افزایش شدت جریان و زمان روشنی پالس مقدار سختی سطح بیشتر شده و عمق لایه سطحی نیز افزایش می یابد. علاوه بر آن، با افزایش ولتاژ ورودی، ضخامت لایه سطحی بیشتر شده و زبری سطح قطعه کار کاهش می یابد. همچنین با افزایش پارامتر سیکل وظیفه به دلیل افزایش تعداد جرقه ها در واحد زمان، عمق لایه ی سطحی نیز بیشتر می گردد.

کلیدواژه‌ها


1. S. Kumar, R. Singh, T. P. Singh, B. L. Sethi, Surface modification by electrical discharge machining: A review, Journal of Materials Processing Technology, 209(2009) 3675-3687.
2. Ph. Bleys, J. P. Kruth, B. Lauwers, B. Schacht, Surface and sub-surface quality of steel after EDM, Advanced Engineering Materials, 8(2006)15-25.
3. J. Simao, H. G. Lee, D. K. Aspinwall, R. C. Dewes, E. M. Aspinwall, Workpiece surface modification using electrical discharge machining, International Journal of Machine Tools and Manufacture,43(2001) 121-128.
4. J.W. Murray, S.J. Algodi, M.W.  Fay, P.D.  Brown, A.T. Clare, Formation mechanism of electrical discharge TiC-Fe composite coatings, Journal of Materials Processing Technology, 243 (2017) 143–151.
5. شبگرد، محمدرضا، عیوضی باقری، هادی، رحمانی، روح اا..، افسری، احمد، مطالعۀ تأثیر پارامترهای ورودی بر روی کیفیت سطحی فولاد ابزار AISI H13 در فرآیند ماشین کاری تخلیۀ الکتریکی، علوم و مهندسی سطح 16(1391)87-99.
6. S. Kumar, U. Batra, Surface modification of die steel materials by EDM method using tungsten powder-mixed dielectric, Journal of Manufacturing Processes, 14 (2012) 35-40.
7. N. K. Khedkar, T. P. Singh, V. S. Jatti, Material migration and surface improvement of OHNS die steel material by EDM method using tungsten powder-mixed dielectric, WSEAS Transactions on Applied and Theoretical Mechanics, 9(2014) 161-166.
8. G.P. Rodriguez, J. Simao, G. Herranz, Surface alloying of AISI H13 Steel during Electrical Discharge Machining (EDM), Defect and Diffusion Forum, (2009)  pp. 119-126
9. M.J. Mir, Kh. Sh. B. Singh, N. Malhotra, Modeling and analysis of machining parameters for surface roughness in powder mixed EDM using RSM approach, International Journal of Engineering, Science and Technology, , 4(3) (2012) 45-52.
10. عیوضی باقری، هادی، گرجی، حمید، شبگرد، محمدرضا، نوروزی، سلمان، افزایشسختیسطحآلومینیومخالصبااستفادهازآلیاژمونل400 به وسیلهفرآیند آلیاژسازیتخلیهالکتریکی ، مهندسی مکانیک مدرس، 18(1396) 69-74.
11. D. Pradhan, S. C. Jayswal, Behaviour of copper and aluminium electrodes on EDM of EN-8 alloy steel, International Journal of Engineering Science and Technology, 3(2011) 5492-5499.
12. J. P. Davim, Surface Integrity In Machining, Springer, 2010.
13. K. Ojha, R. K. Garg, K. K. Singh, MRR Improvement in Sinking Electrical Discharge Machining: A Review,Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, 9(8) (2010) 709-739.