علوم و فناوری کامپوزیت

بررسی سایش و کیفیت سطح در فرزکاری کامپوزیت پایه آلومینیومی 520 تقویت شده با ذرات Sn وSiC

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

3 عضو هیات علمی / دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

کامپوزیت‌ها موادی ترکیبی با حداقل دو ماده هستند که یکی به عنوان زمینه و دومی به منظور افزایش خواص مفید به ماده پایه افزوده می‌شود. این مطالعه نیز در مورد یکی از کامپوزیت‌های پرکاربرد تحت عنوان کامپوزیت‌های زمینه فلزی آلومینیوم به همراه مواد تقویت کننده افزودنی شامل ذرات قلع و سیلیکون کارباید SiC, Sn می‌باشد. از جمله مزایای این کامپوزیت‌ها می‌توان به مواردی مثل سختی و استحکام بالا و همینطور وزن سبک اشاره نمود و همچنین معایب آن پایین بودن قابلیت ماشینکاری و سایش بالا در ابزارهای ماشینکاری می‌باشد. در نتیجه برای بهبود شرایط کنونی این مطالعه با رویکرد ماشینکاری کامپوزیت پایه آلومینیومی 520 و تحلیل آماری اثر پارامترهای برشی بر سایش ابزار و کیفیت سطح بعد از ماشینکاری مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس بررسی‌های انجام گرفته می‌توان اذعان کرد که پارامترهای برشی تعریف شده اثر ممتاز و خوبی بر سایش ابزار داشتند. دراندازه‌گیری میزان سایش ابزارها حین ماشین کاری کامپوزیت ساخته شده به همراه ذرات تقویت کننده SiC, Sn همواره سرعت برشی بیشترین اثر و سرعت پیشروی و روش روانکاری و همچنین میزان عمق برشی کمترین اهمیت را بر سایش ابزار دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of tool flank wear and surface quality in milling of Al520-MMCs reinforced with SiC and Sn particles

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Alipour Sougavabar 1
  • Seyed Ali Niknam 2
  • Behnam Davoodi 3

1 Graduated M.S student, School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran

2 Assistant Professor of Mechanical Engineering Department, Iran University of Science and Technology

3 School of Mechanical Engineering

چکیده [English]

Composites are materials with at least two combined materials, one of which is added to the base material to increase its valuable properties. This study is also about one of the widely used composites called aluminum metal matrix composites (Al-MMC) and additional reinforcing materials, including Tin and Silicon carbide (SiC, Sn) particles. These composites have excellent features such as high hardness and strength and are lightweight, while they also pose low machinability. As a result, to improve the current conditions, this study was conducted with the approach of Al520 base composite machining and statistical analysis of the effect of cutting parameters on tool flank wear and surface quality after machining. Based on the investigations, it can be concluded that the defined cutting parameters had an excellent and good effect on tool flank wear. On the other hand, when studying the tool flank wear during the machining of such composites with reinforcing particles of SiC, Sn, the cutting speed always has the most significant effect, and the feed rate and lubrication method, as well as the amount of depth of cut, have the least effects on the flank wear size.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metal matrix composite
  • Aluminium alloys
  • Machinability
  • Surface quality
  • Tool flank wear
مراجع
[1]  Wang, C. , Cheng, K. , Rakowski, R. , Greenwood, D. and Wale, J., ‘’Comparative studies on the effect of pilot drillings with application to high-speed drilling of carbon fibre reinforced plastic (CFRP) composites,’’ The international journal of advanced manufacturing technology, Vol.89, N. 9, pp. 3243-3255, 2017.
[2]  Barnes, S.  and Pashby, I. R., ‘’Machining of aluminium based metal matrix composites,’’ Applied composite materials, Vol. 2, N. 1, pp. 31-42, 1995.
[3]  Durante, S. , Rutelli, G.  and Rabezzana, F., ‘’Aluminum-based MMC machining with diamond-coated cutting tools,’’ Surface and coatings technology, Vol. 94, pp. 632-640, 1997.
[4]  Haq, A. , Marimuthu, P.  and Jeyapaul, R., ‘’Multi response optimization of machining parameters of drilling Al/SiC metal matrix composite using grey relational analysis in the Taguchi method,’’ The international journal of advanced manufacturing technology, Vol. 37, N. 3, pp. 250-255, 2008.
[5]  Ciftci, I. , Turker, M.  and Seker, U., ‘’CBN cutting tool wear during machining of particulate reinforced MMCs,’’ Wear, Vol. 257, N. 9-10, pp. 1041-1046, 2004.
[6]  Asgari, A. , ‘’Cutting Conditions Optimisation of Titanium Metal Matrix Composites in Turning and Face Milling,’’ PhD Thesis , École Polytechnique de Montréal, 2015.
[7]  Zou, B. , Chen, M. , Huang, C.  and An, Q., ‘’Study on surface damages caused by turning NiCr20TiAl nickel-based alloy,’’  Journal of materials processing technology, Vol. 209, N. 17, pp. 5802-5809, 2009.
[8]  Muthukrishnan, N.  and Davim, J. P., ‘’Optimization of machining parameters of Al/SiC-MMC with ANOVA and ANN analysis,’’ Journal of materials processing technology, Vol. 209, N. 1, pp. 225-232, 2009.
[9]  Cheung, C.F. , Chan, K. C. , To, S.  and Lee, W. B., ‘’Effect of reinforcement in ultra-precision machining of Al6061/SiC metal matrix composites,’’ Scripta materialia, Vol. 47, N. 2, pp. 77-82, 2002.
[10] Said, M. S. , Yusoff, M. S.  and Hassan, C. H., ‘’Tool wear in machining AlSi/AlN metal matrix composite 10 wt% reinforcement using uncoated cutting tool,’’ In applied mechanics and materials, Vol. 465, pp. 973-977, 2014.
[11] Sougavabar, M. A. , Niknam, S. A. , Davoodi, B.  and Songmene, V., ‘’Milling Al520-MMC reinforced with SiC particles and additive elements Bi and Sn,’’ Materials, Vol. 15, N. 4, pp. 1533, 2022.
[12] Cronjäger, L. and Meister, D., ‘’Machining of fibre and particle-reinforced aluminium,’’ CIRP annals, Vol. 41, N. 1, pp. 63-66, 1992.
[13] Miracle, D. B., ‘’Metal matrix composites–from science to technological significance,’’ Composites science and technology, Vol. 65, N. 15-16, pp. 2526-2540, 2005.
[14] Hung, N. P. , Yeo, S. H. and Oon, B., ‘’Effect of cutting fluid on the machinability of metal matrix composites,’’ Journal of materials processing technology, Vol. 67, N. 1-3, pp. 157-161, 1997.
[15] Srinivasan, A. , Arunachalam, R. M. and Ramesh, S., ‘’Machining performance study on metal matrix composites-a response surface methodology approach,’’ American journal of applied sciences, Vol. 9, N. 4, pp. 478-483, 2012.
علوم و فناوری کامپوزیت
دوره 9، شماره 2
شهریور 1401
صفحه 1970-1975
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار