بررسی مقایسه ای تاثیر ارتعاشات التراسونیک بر روی خواص سطحی آلومینیوم در آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی

در این مقاله به دلیل اهمیت کیفیت سطح قطعات تولیدی، تاثیر ارتعاشات التراسونیک الکترود آلیاژساز (مونل 400  ) با فرکانس 20 کیلوهرتز بر روی پارامترهای خروجی ارزیابی خواص سطح )سختی و مقاومت به سایش سطح، ضخامت الیه تشکیل شده، عمق نفوذ عناصر مس و نیکل به سطح و زبری سطح آلومینیوم( در فرآیند آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر اساس نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی، ضخامت الیه تشکیل شده سطحی در حالت تلفیق ارتعاشات التراسونیک با فرآیند آلیاژسازی تخلیه الکتریکی، بیشتر از حالت بدون ارتعاش می‌باشد، لذا افزایش ضخامت این لایه مقاومت به سایش سطح را افزایش می‌دهد. همچنین نتایج میکروسختی سنجی نشان می‌دهد سختی سطح آلومینیوم پس از تلفیق ارتعاشات التراسونیک با فرآیند آلیاژسازی تا 450 ویکرز افزایش یافته است. مطابق نتایج آنالیز انرژی پراکنشگرای اشعه x عمق و درصد نفوذ عناصر آلیاژی (مس و نیکل) به سطح در حالت استفاده از امواج التراسونیک بیشتر شده است بطوریکه ضخامت لایه سطحی به 50 میکرون رسیده است. همچنین براساس نتایج زبری سنجی سطح، ارتعاشات التراسونیک باعث کاهش زبری سطح آلومینیوم بعد از آلیاژسازی سطحی شده است.

A Comparative Study on the Effect of Ultrasonic Vibration on Aluminum Surface Properties in Electrical Discharge Alloying

In this paper, considering the importance of surface integrity, effect of ultrasonic vibration of the Monel 400 electrode with a frequency of 20 kHz on the output parameters of the aluminum surface properties (surface hardness and wear resistance, thickness of the surface layer, the depth of copper and nickel diffusion to the aluminum surface and surface roughness) by the method of electrical discharge surface alloying has been studied. Based on the results of the scanning electron microscope images, the surface layer thickness in the combination of ultrasonic vibration with the electrical discharge alloying process is more than the nonvibration mode. Therefore, increasing the thickness of this layer increases the surface wear resistance. Also, the micro hardness test results show that surface hardness of the aluminum has increased to 450 Vickers after the combination of ultrasonic vibration with the alloying process. According to the results of energy dispersive Xray analysis, the diffusion depth of alloying elements (copper and nickel) is higher in ultrasonic electrical discharge alloying, So that the surface layer thickness is up to 50 microns. Also, based on the results of surface roughness measuring, ultrasonic vibrations reduce the aluminum surface roughness after surface alloying.