مطالعه تجربي راندمان براده برداري و بافت سطحي ماشين كاري شده در فرآيند اسپارك بر روي آلياژ تيتانيوم آلومينايد

Experimental Investigation of Metal Removal Efficiency and Machined Surface Texture in EDM of Titanium Aluminide Compound

تركيب بين‌فلزي تيتانيوم آلومينايد گاما جزو گروه اندكي از مواد جديد است كه قابليت استفاده در كاربردهاي سازه‌اي در دماي بالا را دارا مي‌باشد، چرا كه نسبت استحكام به چگالي و نسبت مدول الاستيسيته به چگالي، بسيار بالايي دارد. در اين تحقيق براي دو نوع سيال دي‌الكتريك نفت سفيد و آب دي‌يونيزه، تأثير مهمترين پارامترهاي ورودي فرآيند ماشين كاري تخليه الكتريكي يعني شدت جريان پالس و زمان روشني پالس بر روي مشخصه‌هاي خروجي فرآيند مانند نرخ براده‌برداري، فرسايش نسبي ابزار و برخي شاخص‌هاي يكپارچگي سطح قطعه‌كار مانند زبري سطح، توپوگرافي سطح و ترك‌هاي سطحي تشكيل شده بعد از ماشين كاري بررسي مي‌شود. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه خشن‌كاري تركيب بين‌فلزي تيتانيوم آلومينايد بر خلاف پرداخت‌كاري آن به روش تخليه الكتريكي، با راندمان بسيار بالاتري انجام‌پذير است. به دليل هدايت حرارتي بيشتر آب نسبت به نفت، هدر رفت انرژي و گسترش شعاع كانال پلاسما در آب نسبت به نفت بيشتر است و اين عامل باعث مي‌گردد كه انرژي حرارتي بيشتر و متمركزتري به سطح نمونه‌هاي ماشين كاري شده در نفت وارد شود. در نتيجه، ميزان دانسيته ترك‌هاي سطحي، مقدار زبري سطح و شدت تغيير توپوگرافي سطح بر روي سطح نمونه‌ ماشينكاري شده در نفت سفيد بيشتر از سطح نمونه مربوط به آب دي‌يونيزه مي‌باشد ولي در مقابل نرخ براده‌برداري با دي‌الكتريك نفت سفيد بسيار بيشتر از آب دي‌يونيزه است و فرسايش نسبي ابزار در حين ماشين كاري با نفت به مقدار قابل توجهي كمتر از آب دي‌يونيزه است.

The intermetallic compound of gamma titanium aluminide is a kind of recently developed material which has outstanding potential for utilization in high temperature structural applications due to higher ratios of strength to density and also elasticity modulus to density. In this study with considering two dielectric fluids of kerosene and de-ionized water, the effects of the most important input parameters of electrical discharge machining including pulse current and pulse on time on the output characteristics of material removal rate, tool wear ratio, some surface integrity criteria such as surface roughness and cracks, are investigated. The results indicate that, rough machining of titanium aluminide in contrary to finishing of this material, is performed efficiently. As the result of more thermal conductivity coefficient of water comparing with kerosene, the energy dissipation or loss and also plasma channel radius expansion in water is noticeably more than kerosene. This issue leads to more concentration and higher rates of thermal energy on the machined surface in the case of kerosene. Consequently, the density of surface cracks, surface roughness and intensity of surface topography alterations for the machined surface in kerosene is more than the samples which are machined in de-ionized water, but in contrary, the material removal rate with kerosene is much more than MRR in de-ionized water and also the tool wear ratio during machining process by means of kerosene is significantly less than the de-ionized water.