بررسی تجربی تأثیر قلع بر کنترل سایش ابزار و بهینه‌سازی شرایط برشی در ماشینکاری کامپوزیت زمینه آلومینیوم

نویسندگان

1 دانشیار ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

2 استادیار ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

3 استادیار ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

4 دانشجوی دکتری ، مجتمع دانشگاهی مواد و فناور یهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهرا ن.

doi
10.22068/jstc.2025.2065172.1925
چکیده

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.