مطالعه تجربي تاثير روش روانكاري در زبري سطح و مصرف سيال برش در ماشين كاري سوپر آلياژها

An experimental investigation of the effect of lubrication method on surface roughness and cutting fluidconsumption in machining of super alloys

سوپر آلياژها به دليل دارا بودن ويژگي‌هاي خاص مانند مقاومت بالا در برابر خوردگي و حرارت، توانايي حفظ خواص مكانيكي و شيميايي خود در درجه حرارت‌هاي بسيار بالا موجب شده كه كاربرد بسياري در صنايع مختلف، خصوصا در صنايع هوايي پيدا كنند. از طرفي، ضريب انتقال حرارت بسيار كم، چقرمگي بالا به همراه كار سختي در اين آلياژها موجب شده كه ماشينكاري آنها با چالشي جدي مواجه باشد. در مطالعه حاضر، تاثير پارامترهاي برش بر زبري‌ سطح سوپرآلياژ A286 در شرايط روانكاري مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. طرح آزمايش رويه پاسخ براي طرح‌ريزي آزمايش‌ها بكار گرفته شده است. به منظور بررسي تاثير پارامترهاي ماشينكاري و شرايط روانكاري بر زبري سطح، دو فاكتور سرعت برش و سرعت پيشروي در سه سطح و همچنين شرايط روانكاري حداقل مقدار و روش مرطوب به عنوان اصلي‌ترين پارامترها درنظر گرفته شده-اند. از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ميكروسكوپ نوري به منظور بررسي سايش ابزار و كيفيت سطح قطعه‌كار استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه استفاده از روش حداقل مقدار روانكار باعث افزايش قدرت نفوذ ذرات سيال روانكار-خنك‌كار به منطقه برش شده و با كاهش زبري سطح باعث بهبود فرآيند مي‌شود. مشاهده شد كه با افزايش مقدار پيشروي در سرعت برش ثابت، مقادير عددي زبري سطح در معيار Ra براي شرايط مختلف روانكاري از هم فاصله گرفته و مقدار آن براي روش حداقل مقدار روانكار كمتر است كه برتري اين روش نسبت به روش مرطوب را نشان مي‌دهد.

Super alloys due to special features such as high resistance to corrosion and heat, have the ability to maintain mechanical and chemical properties at extremely high temperatures which are used in various industries, especially in the aerospace industry. On the other hand, very low heat transfer coefficient and high toughness with work hardening in these alloys caused the machining of them to be seriously challenged. In the present study, the effect of cutting parameters on surface roughness of A286 superalloy has been studied in different lubrication conditions. Response surface method experimental design was used to plan experiments. In order to investigate the effects of machining parameters and conditions of lubrication on the surface roughness, Two factors - cutting speed and feed rate- on three levels and minimum quantity lubrication conditions and wet method are considered as the main parameters. In order to investigate the Tool wear and workpiece surface quality, the images of Scanning Electron Microscope and optical microscope are used. The results show that using the minimum quantity method of lubricant caused cooling-lubrication fluid particles penetrating power to the cutting zone to increase and improves the process by reducing the surface roughness. It was observed that with increasing feed rate in fixed cutting speed, numerical values of surface roughness in Ra criterion are taken apart for different lubrication circumstances and its value for the minimum quantity method of lubricant is less, which shows the superiority of this method over the wet method.