تاثیر جنس ابزار بر راندمان براده‌برداری، یکپارچگی سطح و مقاومت به خوردگی الکتروشیمیایی در ماشین‌کاری اسپارک آلیاژ

ترکیب بین‌ فلزی مدرن تیتانیوم آلومیناید گاما ( gamma;tial) به‌علت چگالی پایین، مدول الاستیسیته بالا، مقاومت زیاد در برابر اکسیداسیون، خوردگی و احتراق، اخیراً در صنایع هوافضا و خودروسازی مورد توجه قرار گرفته است. ماشین‌کاری این آلیاژ به روش‌های سنتی بسیار دشوار است. در مطالعه حاضر، با استفاده از انواع الکترودهای ابزار گرافیت، مس و آلومینیوم به ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی نمونه‌های gamma;tial پرداخته می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که در هنگام استفاده از الکترودهای آلومینیومی، نرخ سایش ابزار به‌طور متوسط 2/3 برابر بیشتر از ابزارهای مسی و 5/8 برابر بیشتر از گرافیت است. در هنگام استفاده از گرافیت، نرخ براده‌برداری به‌طور متوسط 4/2 برابر بیشتر از مس و 7/7 برابر بیشتر از ابزارهای آلومینیومی است. ماشین‌کاری با آلومینیوم منجر به شکل‌گیری ترکیبات اکسیدی al2o3 و tio2 روی سطح قطعه‌کار می‌شود، ولی در ماشین‌کاری با گرافیت، فازهای کاربیدی tic، ti8o5 روی سطح تشکیل می‌شود. در ماشین‌کاری با گرافیت به‌دلیل شکل‌گیری ترکیبات سخت کاربیدی در لایه انجماد مجدد، میکروسختی بیشتر از نمونه ماشین‌کاری‌شده توسط ابزار آلومینیومی است که ترکیبات اکسیدی روی سطح وجود دارند و سختی لایه انجماد مجدد در نمونه ماشین‌کاری‌شده با ابزار مسی کمتر از دو ابزار دیگر است و دلیل آن وجود فازهایی با سختی کمتر همچون اکسید مس است. بیشترین مقاومت به خوردگی الکتروشیمیایی متعلق به نمونه ماشین‌کاری‌شده توسط گرافیت و کمترین مقاومت به خوردگی برای نمونه ماشین‌کاری‌شده توسط آلومینیوم است. کاهش ترکیبات اکسیدی و آلومینیومی و افزایش فازهای کاربیدی منجر به افزایش مقاومت به خوردگی نمونه‌های ماشین‌کاری‌شده gamma;tial می‌شود.

Effect of Tool Material on Metal Removal Efficiency, Surface Integrity, and Electrochemical Corrosion Resistance in EDM of Gamma Titanium Aluminide Alloy

Modern intermetallic compound of gamma titanium aluminide ( gamma;TiAl) due to its low density, high elastic modulus, high resistance to oxidation, corrosion, and ignition has recently been considered in the aerospace and automotive industries. Traditional machining of this alloy is so difficult. In the current study, electrical discharge machining of gamma;TiAl samples is investigated using different tool electrodes of graphite, copper, and aluminum. The results show that when using aluminum electrodes, tool wear rate is averagely 3.2 times more than copper and 5.8 times more than graphite tools. In addition, when using graphite electrodes, the average material removal rate is 4.2 times more than copper and 7.7 times more than aluminum. Machining by aluminum tool leads to formation of Al2O3 and TiO2 oxide compounds on the work surface but in machining by graphite electrode, TiC and Ti8C5 carbide phases are created on the work surface. In machining by graphite due to formation of hard carbide compounds in the recast layer, the microhardness is higher than the machined sample by the aluminum tool, where oxide compounds exist on the surface and the hardness of recast layer in the machined sample by copper electrode is less than the other two electrodes, because of existing phases such as copper oxide with less hardness. The highest electrochemical corrosion resistance belongs to the machined specimen using graphite tool and the lowest corrosion resistance is related to the machined sample by aluminum electrode. Reducing oxide and aluminum compounds and increasing carbide phases enhance the corrosion resistance of gamma;TiAl machined samples.