Wpływ parametrów elektrycznych obróbki elektroerozyjnej na stan powierzchni kompozytów aluminiowych

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

Warianty tytułu

EN

Influence of electrical parameters of electrodischarge machining on state of aluminium matrix surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy wysokowydajnej obróbki elektroerozyjnej (EDM) kompozytu aluminiowego za pomocą obrabiarki, wyposażonej w generator tranzystorowy. Kompozyt o osnowie Al+20%Si+3%Cu+1%Mg z fazą zbrojącą w postaci cząstek SiC wytworzono z proszków metodą wyciskania na gorąco. Faza zbrojąca o przeciętnym wymiarze cząstek 7 um stanowiła 5% objętości w kompozycie. Badano wpływ następujących parametrów elektrycznych na przebieg obróbki i stan powierzchni po obróbce: amplitudy prądu w impulsie / w zakresie 4:16 A, czasu trwania impulsu tt w zakresie 32:500 us i współczynnika wypełnienia impulsu n w zakresie 0,4:0,8. Wykazano, że wydajność obróbki Vw jest tym większa, im większe są wartości prądu i wypełnienia impulsu n. Wpływ czasu trwania impulsu ti, na wydajność występuje dopiero dla dużych wartości prądu I - wydajność Vw rośnie dla małych wartości ti. Określono wpływ parametrów elektrycznych EDM na chropowatość powierzchni. Parametry chropowatości Ra i Rz są największe przy dużych prądach I i dużym wypełnieniu impulsu n. Ponadto występuje wzrost chropowatości dla dłuższych czasów ti. Stan powierzchni po obróbce EDM oceniano na podstawie analizy powierzchni za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego i na podstawie mikroanalizy rentgenowskiej wybranych obszarów powierzchni. Stwierdzono, że na powierzchni kompozytu po obróbce występują obszary po nadtopieniu materiału i kratery po wyerodowanym materiale. Ich rozmiary zależą od elektrycznych parametrów obróbki EDM. Stwierdzono, że warstwa powierzchniowa kompozytu po obróbce ulega wzbogaceniu w węgiel pochodzący z rozkładu nafty stosowanej w procesie jako dielektryk. Badania porównawcze kompozytu i materiału osnowy wykazały, że wydajność obróbki elektroerozyjnej osnowy przewyższa wydajność obróbki kompozytu o 6:10%.

EN

The paper deals with problems of high efficiency electrodischarge machining (EDM) of aluminium composites with using a transistor generator. The composite with Al+20%Si+3%Cu+1%Mg matrix and with SiC particle reinforcements were mnufactured by a powder metallurgy method using hot extrusion. The reinforcing phase exhibited an average granularity of 7 um and volume fraction of 5% in the composite. The influence of the following electrical parameters during the machining course and state of the surface after machining were estimated: amplitude of the current in pulse I in the range of 4:16A, duration time of the pulse ti in the range of 32:500 us and filling pulse coeffcient n in the range of 0.4:.8. It was stated, that productivity of EDM is higher if higher is value of current I and pulse filling coefficient n (Fig. 2). The influence of the pulse duration ti, on the productivity, occures only for higher current value I - productivity Vw grows for small ti (Fig. 3). The roughness of the surface was investigated as a function of EDM electrical parameters. Roughness parameters Ra and Rz are highest for the higher current values I (Fig. 4) and growths for higher pulse filling coefficient n (Fig. 5). Moreover a roughness growth for longer time ti was observed (Fig. 5). State of the composite surface after EDM machining was estimated as a result of scaning microscope images investigations - Figures 6 and 7 and of microanalyse probes for selected areas of surface. It has been noticed that small solid remelted areas of material and small craters after eroded material occured on the composite surface after machining. Their dimensions also depend on electrical parameters of EDM machining. Composite surface is enriched in carbon from the decomposed kerosene used as a dielectric during machining (Tab. 1). Comparative reseach of the composite material and matrix material shows that productivity of electrodischarge machining of the matrix is higher than productivity of composite machining by about 6:10%.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; kompozyt aluminiowy; obróbka elekroerozyjna; mikrogeometria

EN

composite; aluminium matrix composite; elecrodischarge machining; microgeometry

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 3
• Strony: 51--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Trzaska M.

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

autor

Perończyk J.

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

autor

Biało D.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej, ul. św. A. Boboli 8, 02-525 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] Srivatsan T.S., Sudorhan T.S., Lavernia E.J., Processing of discontinuously-reinforced metal matrix composites, Progress and Materials Science 1995, 39, 317-409.
• [5] Masaki T., Kawaka K., Misutani T., Shibuyo A., Mazuzawa T., Micro-electro-discharge machining, Proc. IX Int. Symp. for Electro-Machining, ISEM-9, Nagoya 1989, 26-30.
• [6] Perończyk J., Biało D., Wybrane problemy obróbki elektroerozyjnej kompozytów aluminiowych, Kompozyty (Composites) 2001, 1, 2, 211-214.
• [7] Trzaska M., Biało D., Perończyk J., Struktura geometryczna na powierzchni kompozytów aluminiowych po obróbce elektroerozyjnej, Kompozyty (Composites) 2004, 11, 4, 278-- 283.
• [8] Polański Z., Planowanie doświadczeń w technice, PWN, Warszawa 1984.