مطالعه تجربي نرخ براده برداري، زبري و توپوگرافي سطح تركيب بين فلزي تيتانيوم آلومينايد در فرآيند ماشينكاري تخليه الكتريكي

Experimental study of material removal rate, surface roughness and topography in electrical discharge machining of Titanium Aluminide intermetallic compound

تركيبات بين فلزي تيتانيوم آلومينايد جزو گروه اندكي از مواد هستند كه قابليت كاربرد سازه اي مطلوب در دماي بالا كه در آن ها استحكام ويژه (نسبت استحكام به چگالي) و سفتي ويژه (نسبت مدول الاستيسيته به چگالي) بسيار مهم است، را دارند. در اين تحقيق برخي مشخصات خروجي فرآيند ماشينكاري تخليه الكتريكي اين تركيب بين فلزي، مانند نرخ براده برداري، زبري و توپوگرافي سطح ماشينكاري شده بررسي مي شود. آزمايشات ماشينكاري به روش عاملي كامل طراحي شده اند به طوري كه دو پارامتر اصلي جريان پالس در پنج سطح و زمان روشني پالس در چهار سطح تغيير داده مي شوند و ساير پارامترهاي ورودي ثابت نگه داشته مي شوند. نتايج نشان مي دهد كه در جريان هاي كمتر (3 و 6 آمپر)، عليرغم افزايش زمان روشني پالس، تغيير محسوسي در نرخ براده برداري از قطعه كار مشاهده نمي گردد و نرخ براده برداري به ازاي اين دو جريان بسيار ناچيز مي باشد و بيانگر اين است كه فرآيند پرداخت كاري تيتانيوم آلومينايد دشوار و زمان بر مي باشد ولي در جريان هاي بيشتر (12، 24 و 64 آمپر) چنين شرايطي وجود ندارد و فرآيند خشن كاري اين ماده به صورت بهينه انجام پذير است. در جريان بالاتر از 24 آمپر به دليل وقوع پديده آرك، شيب افزايش نرخ براده برداري كاهش مي يابد. با افزايش جريان پالس، عموما طول ترك ها بر روي سطح ماشينكاري شده بيشتر مي شود و عرض دهانه ترك هاي سطحي در جريان هاي بالاتر، افزايش مي يابد. همچنين به دليل وقوع پديده آرك بر روي سطح ماشينكاري شده به ازاي مقادير زياد انرژي تخليه الكتريكي، زبري و توپوگرافي سطح بسيار متفاوت از ساير جريان-ها و زمان هاي روشني پالس است

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.