ماشینکاری سرامیک نارسانایsi3n4 به روش فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی edm

نیترید سیلیسیوم (si3n4) یکی از مهمترین سرامیک های مهندسی است. با توجه به خواص سرامیک ها و فرسایش زیاد ابزار در ماشینکاری، استفاده از روشهای سنتی مناسب نیستند، لذا جهت ماشینکاری این مواد ترد، لازم است تا روشهای دیگری در نظر گرفته شود که به وسیله آنها بتوان مواد سرامیکی را ماشینکاری کرد. فرآیند ماشینکاری تخلیه­ی الکتریکی روشی است که می تواند تمامی مواد رسانا را بدون توجه خواص مکانیکی و متالورژیکی ماشینکاری نماید، اما ماشینکاری سرامیک های نارسانا از جمله نیترید سیلیسیم بصورت معمول به روش تخلیه الکتریکی امکان پذیر نمی باشد. لذا در این تحقیق جهت انجام فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سرامیک نیترید سیلیسیوم از روش الکترود کمکی استفاده شده است بدین صورت که پس از آماده سازی نمونه های سرامیکی، پوشش دولایه مس- کربن و تک لایه فویل مس بر روی نمونه ها قرار داده شد و قطعات با موفقیت ماشینکاری شدند. جهت بررسی بیشتر از سطح حفره ماشینکاری شده توسط میکروسکپ الکترونی تصویربرداری انجام شد. نتایج نشان دهنده افزایش نرخ براده برداری در حالت پوشش دولایه نسبت به پوشش تک لایه می باشد. همچنین پس از اتمام عملیات ماشینکاری، از سطح قطعات سرامیکی و ابزار مس، آنالیز edx انجام شد که نشان دهنده وجود عناصر کربن و مس در سطح ماشینکاری شده می باشد.

Si3N4 ceramic machining by electrical discharge machining process

Silicon nitride (Si3N4) is one of the most important engineering ceramics. Due to the properties of ceramics and high erosion of tools in machining, the use of traditional methods is not appropriate. Therefore, in order to machine these brittle materials, it is necessary to consider other methods by which ceramic materials can be machined. The process of electrical discharging machining is a method that can machine all conductive materials without regard to mechanical and metallurgical properties, but machining of non-conducting ceramics such as silicon nitride is not normally possible by electrical discharging machining process. Therefore, in this research, the assisted electrode method has been used to perform the electrical discharge machining of silicon nitride ceramics. After preparing ceramic samples, copper-carbon bilayer coating and copper foil layer were coating on the Si3N4 parts and they were successfully machined. In order to further examine the machined surface, imaging was performed by SEM. The results show an increase in material removal rate in two-layer coating compared to single-layer coating. Also, after finishing the machining operation, from the surface of ceramic workpiece, EDX analysis was performed, which indicates the presence of carbon and copper elements in the machined surface.