روش طراحي آزمايش به منظور بهينه سازي سختي پوشش‌هاي آندايزينگ آلومينيوم

Design Experiment Methods for Optimization of Aluminum Anodize Coating Hardness

در اين پژوهش هدف اين است كه سختي پوشش آندايزينگ آلومينيوم به‌كمك روش طراحي آزمايش بهينه شود. متغيرهاي متفاوتي بر سختي اين پوشش مؤثر مي ­باشند كه از مهم‌ترين آن‌ها مي­ توان به زمان، دما و متغيرهاي مربوط به جريان پالسي (دانسيته جريان حداكثر و حداقل، فركانس و چرخه كاري) اشاره كرد. در اين راستا متغيرهاي مذكور در سطوح مختلف به‌عنوان ورودي فرآيند طراحي آزمايش در نظر گرفته شد. همچنين اثر اين متغيرها بر سختي پوشش آندايزينگ آلومينيوم به‌صورت يك مدل رياضي به‌عنوان خروجي به‌دست آمد. براي رسيدن به مدل نهايي از روش آناليز تغييرات به منظور دست‌يابي به بهترين روش براي رسيدن به حداكثر سختي پوشش استفاده شد. با استفاده از اين مدل رياضي علاوه بر اين‌كه امكان تعيين مؤثرترين متغيرها وجود دارد، مي‌توان بهينه مقدار سختي را نيز به‌عنوان خروجي فرآيند به‌دست آورد. نتايج نشان داد كه دما و مربع چرخه‌ي كاري مهم‌ترين متغيرهاي تأثير­گذار بر سختي اين پوشش­ها هستند. همچنين پوششي با سختي Hv 491 در شرايط كاري دماي oC 3/13 ، زمان min 29/50 ، چرخه كاري 16/ 65 درصد، فركانس Hz 146/94، جريان حداكثر A/dm2 4/09 و حداقل A/dm2 1/23 ايجاد شد.

The aim of this work is to optimize the hardness of anodizing aluminum coating by design of experimental method. Various parameters affect the hardness of these coatings among which time, temperature and pulse current parameters (current density limit, frequency and duty cycle) were considered. According to this, mentioned parameters in different levels were considered as input variables. Also, the effect of parameters on the hardness of anodizing aluminum coating was obtained as a mathematical model. The final model was achieved by Analysis of variance which was used for attaining the best method to predict the maximum hardness of these coatings. The most effective variables and optimized hardness of anodizing aluminum coating were obtained by using the mathematical model. Experimental results showed that temperature and quadratic behavior of duty cycle were the most important terms on the hardness of these coatings. Furthermore, the maximum hardness of this coating was 491Hv, which was attained at the maximum and minimum current densities of 4.09, 1.23 A/dm2, frequency of 146.94 Hz, time of 29.50 min, duty cycle of 65.16% and the bath temperature of 3.13oC.