دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 12 1 2025 05 22 An Experimental Study on the Effect of Tin on Tool Wear Control and Machining Parameter Optimization in Turning of Aluminum Composite بررسی تجربی تأثیر قلع بر کنترل سایش ابزار و بهینه‌سازی شرایط برشی در ماشینکاری کامپوزیت زمینه آلومینیوم 2717 2727 731289 10.22068/jstc.2025.2065172.1925 FA محمد حسنی فرد دانشجوی دکتری ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهرا ن. 0009-0005-9560-2104 رضا آذرافزا دانشیار ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران. 0000-0002-7957-3295 محمد حسین علائی استادیار ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران. 0000-0001-9385-5865 مسلم نجفی استادیار ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران. 0000-0002-9978-8840 Journal Article 2025 07 08 Aluminum matrix composites reinforced with Mg₂Si particles are considered advanced engineering materials due to their desirable mechanical and thermal properties, such as high specific strength and hardness. However, machining these composites is often accompanied by challenges such as severe tool wear, mainly due to the presence of hard and brittle phases. In this study, the effects of machining parameters and tin (Sn) additive on tool wear behavior during the turning of Al–Mg₂Si composites were experimentally and statistically investigated. Two types of composites—one without additive and the other containing 1 wt.% Sn—were fabricated using the in-situ casting method. Machining tests were performed under four levels of cutting speed, feed rate, and depth of cut, and in both dry and wet conditions, based on the Taguchi design with an L16 orthogonal array. Tool wear was evaluated in terms of wear morphology and wear area using a scanning electron microscope (SEM) and ImageJ software. The results indicated that adhesive wear was the dominant mechanism in both composites, and the addition of Sn significantly reduced tool wear. Taguchi analysis and multiple regression modeling revealed that depth of cut had the most significant effect on tool wear. The optimal machining condition was identified as a 0.5 mm depth of cut, 0.08 mm/rev feed rate, 710 rpm spindle speed, and wet cutting. Additionally, an alternative condition with 1 mm depth of cut and 0.12 mm/rev feed rate was suggested for improved productivity. کامپوزیت‌های زمینه آلومینیوم تقویت‌شده با ذرات Mg₂Si به‌دلیل خواص مکانیکی و حرارتی مطلوب، از جمله استحکام ویژه و سختی بالا، در زمره‌ی مواد مهندسی پیشرفته قرار می‌گیرند؛ اما ماشینکاری این کامپوزیت‌ها به‌دلیل حضور فازهای سخت و ترد، همواره با چالش‌هایی مانند سایش شدید ابزار مواجه است. در این پژوهش، تأثیر پارامترهای ماشینکاری و افزودنی قلع بر رفتار سایش ابزار در فرآیند تراشکاری کامپوزیت Al–Mg₂Si به‌صورت تجربی و آماری مورد بررسی قرار گرفت. دو نوع کامپوزیت، یکی بدون افزودنی و دیگری حاوی 1 درصد وزنی قلع، با استفاده از روش ریخته‌گری درجا تولید شدند. آزمایش‌های 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 L16 اجرا گردید. ارزیابی سایش ابزار با تمرکز بر مورفولوژی و مساحت ناحیه سایش، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و نرم‌افزار ایمیج‌جی انجام شد. نتایج نشان داد که سایش چسبنده مکانیزم غالب در هر دو نوع کامپوزیت است و افزودن قلع منجر به کاهش قابل‌توجه سایش ابزار می‌شود. تحلیل تاگوچی و مدل رگرسیون چندمتغیره نشان داد که عمق برش بیشترین تأثیر را بر سایش ابزار دارد. شرایط بهینه شامل عمق برش 0.5 میلی‌متر، نرخ پیشروی 0.08 mm/rev، سرعت 710 rpm و برش مرطوب تعیین شد. همچنین پیشنهاد شد که برای افزایش راندمان، می‌توان از شرایط جایگزین با عمق برش 1 میلی‌متر و نرخ پیشروی 0.12 mm/rev نیز استفاده کرد. https://jstc.iust.ac.ir/article_731289_14335aef1cdd0d0ec1a2c17b6a7f439a.pdf