تاثیر فرایند کوبش فراصوتی بر روی زبری سطحی قطعه کارفولاد سخت شده

در فناوری کوبش فراصوتی فلزات با استفاده از امواج فراصوتی، از انرژی فراصوتی به عنوان یک روش جهت اعمال تغییر شکل پلاستیکی شدید به سطح یک فلز استفاده می شود. لذا ساختار سطحی ماده که در حالت عادی میکرو است به ساختار نانو تبدیل می گردد که این مسئله تا عمق مشخصی حاکم است. اعمال این روش منجر به بهبود خواص مکانیکی همچون سختی، خستگی، تنش تسلیم و صافی سطح می شود. در این تحقیق با طراحی، ساخت هورن و خرید پراپ کروی تنگستن کاربایدی جهت انجام عملیات، تاثیر فرایند بر روی فولادهای ۴ CrMo۴۲، ۴ MnCrW ۱۰۰ و ۶ CrNiMo۳۴ مورد بررسی قرار گرفته است. لازم به ذکر است که هر سری از فولادهای مذکور در سختی های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش سختی، نسبت به قطعه کار اولیه افزایش و بهبود یافته است که این خود نشان از کارآمد بودن این عملیات در افزایش عمر می باشد. ابتدا با آماده سازی فرایند شامل: ابزار کوبش فراصوتی، دستگاه تراش، قطعه کارها، دستگاه میکرو سختی سنج، دستگاه VMM شرایط انجام آزمایش ها فراهم گردید. پارامترهای ورودی فرایند شامل: نوع منبع تغذیه فراصوتی، فشار باد و دامنه ارتعاش و پارامترهای خروجی فرایند شامل: سختی سطحی قطعه کار، میزان سختی عمقی می باشد. در هر سه جنس فولاد رابطه ای تعداد پاس جهت اعمال تعداد ضربه یکسان و صافی سطح و تاثیر آن بر سختی در عمق های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه پس از تحقیقات صورت گرفته، آزمایش ها و مقایسه با قطعه کار اولیه، پیشنهادهایی جهت بررسی اثر این تکنولوژی بر خواص هزینه سازی همچون نیاز صنعت که تاکنون تاثیر این عملیات بر چگونگی رفتار آنها بررسی نشده است، ارائه می گردد. نتایج آزمایش ها نشان داد که: با منبع تغذیه آزمایشگاهی با شرایط فشار باد ۳ bar و دامنه ارتعاش ۳۰، باالترین سختی و بهترین کیفیت سطحی روی قطعه کارها حاصل می شود؛ با منبع تغذیه صنعتی با شرایط فشار باد ۴ bar، توان ۱۲۰۰ وات، جریان ورودی حداکثر ۴ آمپر، جریان خروجی حداکثر ۳ آمپر و همراه با گاز نیتروژن باالترین سختی سطحی را روی قطعه کارها حاصل می شود.

کلیدواژه ها:

فراصوت ، کوبش ، عمق نفوذ ، عمر خستگی ، زبری سطح