Struktura geometryczna powierzchni kompozytów aluminiowych po obróbce elektroerozyjnej

• Autorzy: Trzaska M. , Biało D. , Perończyk J.

Warianty tytułu

EN

Surface microgeometry of aluminium matrix composites after electrodischarge machining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy wpływu obróbki elektroerozyjnej (EDM) na strukturę geometryczną powierzchni kompozytów aluminiowych. Kompozyty o osnowie Al + 20% Si + 3% Cu + 1% Mg z fazą zbrojącą w postaci cząstek AI2O3, SiC i Si3N4 wytworzono z proszków przez prasowanie, spiekanie i wyciskanie na gorąco. Faza zbrojąca stanowiła 5% obj. kompozytu. Obróbkę EDM prowadzono z wykorzystaniem generatora RLC. Jako dielektryk stosowano naftę. Obróbkę realizowano przy różnych wartościach energii wyładowań zmieniającej się w zakresie 0,044 10(-3)--2,268 10(-3) J. Określano wydajność obróbki Vv i chropowatość powierzchni. Wykazano, że na przebieg obróbki EDM wpływa głównie energia wyładowań elektrycznych. Ze zwiększeniem energii wyładowań zwiększa się wydajność obróbki, wzrasta także chropowatość powierzchni. Stan powierzchni po obróbce EDM oceniano na podstawie zdjęć z obrazów z elektronowego mikroskopu skaningowego. Stwierdzono, że na powierzchni materiałów po obróbce EDM występują drobne, wykrystalizowane obszary po nadtopieniach materiału. Ich rozmiary zwiększają się wraz ze wzrostem energii wyładowań. Wpływa to znacząco na parametry chropowatości. Wykazano, że rodzaj materiału fazy zbrojącej wpływa na wydajność obróbki EDM. Obróbka przebiega najszybciej dla materiału osnowy. Obecność nieprzewodzącej prądu elektrycznego fazy Al2O3 i Si3N4 w osnowie wpływa na znaczne zmniejszenie wydajności obróbki. W zakresie stosowanych parametrów obróbki EDM nie stwierdzono istotnego wpływu rodzaju materiału fazy zbrojącej na chropowatość powierzchni.

EN

The paper deals with the problems of influence of electrodischarge machining (EDM) on the surface microgcometry of aluminium matrix composites. The composites with Al + 20% Si + 3% Cu + 1% Mg matrix and with particles reinforcing phase Al2O3, SiC and Si3N4 were manufactured from powders in compaction, sintering and hot extrusion processes. Volume fraction of reinforcing phase in composites was 5% (Tab. 1). Generator RLC type was used to perform EDM process (Fig. 1). Kerosene was used as a dielectric. During EDM process different energies of single discharge in the range of 0,044 10(-3) to 2,268 10(-3) J (Tab. 2) were utilised. The following parameters were determined: productivity of EDM process and surface roughness Ra. It was shown that energy of the single discharge influences mainly on the EDM process running (Fig. 2). The higher was energy of the single discharge the higher were the productivity of the process and roughness of the composite surfaces. State of the composite surface after EDM was estimated on the base of the scanning microscope images (Figs. 3, 4). It has been noticed that at the material surface after EDM small, solid remelted areas occured. Their dimensions are growing up with increasing of the energy of a single discharge. This phenomenon signifficantly influences on the surface roughness parameters. Moreover the type of the material of reinforcing phase influences the productivity of EDM process (Fig. 2). The speed of machining is the highest for the matrix material. Presence of the electrical non-conductive phases Al2O3 and Si3N4 in the matrix decreases the machining productivity. In the range of EDM process parameters which were used during the investigations, the influence of the type of the reinforcing phase material on surface roughness was not noticed (Fig. 5).

Słowa kluczowe

PL

obróbka elektroerozyjna; kompozyt aluminiowy; mikrogeometria powierzchni

EN

electrodischarge machining (WEDM); aluminium matrix composite; surface microgeometry

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 278--283
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Trzaska M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Biało D.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej, ul. św. A. Boboli 8, 02-525 Warszawa

autor

Perończyk J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn, al. Niepodległości 222, 00-663 Warszawa

Bibliografia

• [1] Jankowiak M., Kawalec M., Król G., Skrawność ostrzy narzędzi podczas toczenia stopów aluminium wzmacnianych cząstkami Al2O3, ZN Politechniki Rzeszowskiej 1995, 133, Mechanika 44.
• [2] Cronjaeger L., Meister D., Machining fibre and particle reinforced aluminium, Annals of the CIPR 1992, 41, 1, 63-66.
• [3] Monagman J., Factors affecting the machinability of Al/SiC metal-matrix composites, Key Engineering Materials 1998, 138-140, 545-574.
• [4] Masaki T., Kawaka K., Misutani T., Shibuyo A., Mazuzawa T., Micro-electro-discharge maschining, Proc. of IX Int. Symp. for Electro-Maschining, ISEM-9, Nagoya 1989, 26- 30.
• [5] Perończyk J., Kozak J., Obróbka elektroerozyjna kompozytu stopu Al z Al2O3,VIII Międzynarod. Konf. Przepływowe maszyny wirnikowe, Rzeszów-Bystre 1998, 391-406.
• [6] Wang Ch., Yan B., Blind-bole drilling of Al2O3/6061Al composite using rotary electro-discharge machining, Journal of Mat. Proc. Techn. 2000, 102, 90-102.
• [7] Perończyk J., Biało D., Wybrane problemy obróbki elektroerozyjnej kompozytów aluminiowych, Kompozyty (Composites) 2001, 1, 2, 211-214.
• [8] Biało D., Kudła L., Perończyk J., Machinability of Al/Al2O3 composites in the case of mechanical drilling and electro-discharge machining of microholes, II Int. Conf. Advan. in Produc. Engi. APE 2001, Warsaw 2001, vol. II, 263-270.
• [9] Olszyna A., Ceramika supertwarda, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001.
• [10] Srivatsan T.S., Sudorhan T.S., Lavernia E.J., Processing of discontinuously-reinforced metal matrix composites, Progress and Materials Science 1995, 39, 317-409.
• [11] Biało D., Zużycie tribologiczne kompozytów na osnowie aluminium otrzymanych z proszków, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.