بررسی تجربی تاثیر قلع بر کنترل سایش ابزار و بهینه سازی شرایط برشی در ماشینکاری کامپوزیت زمینه آلومینیوم

کامپوزیت های زمینه آلومینیوم تقویت شده با ذرات Mg₂Si به دلیل خواص مکانیکی و حرارتی مطلوب، از جمله استحکام ویژه و سختی بالا، در زمره ی مواد مهندسی پیشرفته قرار می گیرند؛ اما ماشینکاری این کامپوزیت ها به دلیل حضور فازهای سخت و ترد، همواره با چالش هایی مانند سایش شدید ابزار مواجه است. در این پژوهش، تاثیر پارامترهای ماشینکاری و افزودنی قلع بر رفتار سایش ابزار در فرآیند تراشکاری کامپوزیت Al–Mg₂Si به صورت تجربی و آماری مورد بررسی قرار گرفت. دو نوع کامپوزیت، یکی بدون افزودنی و دیگری حاوی ۱ درصد وزنی قلع، با استفاده از روش ریخته گری درجا تولید شدند. آزمایش های ماشینکاری در چهار سطح از سرعت برش، نرخ پیشروی و عمق برش و در دو حالت خشک و مرطوب، بر اساس طرح آزمایش تاگوچی با آرایه L۱۶ اجرا گردید. ارزیابی سایش ابزار با تمرکز بر مورفولوژی و مساحت ناحیه سایش، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و نرم افزار ایمیج جی انجام شد. نتایج نشان داد که سایش چسبنده مکانیزم غالب در هر دو نوع کامپوزیت است و افزودن قلع منجر به کاهش قابل توجه سایش ابزار می شود. تحلیل تاگوچی و مدل رگرسیون چندمتغیره نشان داد که عمق برش بیشترین تاثیر را بر سایش ابزار دارد. شرایط بهینه شامل عمق برش ۰.۵ میلی متر، نرخ پیشروی ۰.۰۸ mm/rev، سرعت ۷۱۰ rpm و برش مرطوب تعیین شد. همچنین پیشنهاد شد که برای افزایش راندمان، می توان از شرایط جایگزین با عمق برش ۱ میلی متر و نرخ پیشروی ۰.۱۲ mm/rev نیز استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

سایش ابزار ، کامپوزیت زمینه آلومینیوم ، تراشکاری ، قلع ، Mg۲Si