دراسة أداء تركيز خليط مسحوق الجرافيت والألومينا والسيليكا النانوي على سلامة السطح في عملية التشغيل بالتفريغ الكهربائي للفولاذ المقاوم للصدأ 304L

الباحث

قاسم عبد الامير ساجت

المشرف

معن ع. توفيق

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

دكتوراه

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Powder mixed EDM;Nanopowders;Surface integrity;Stainless steel 304L

من بين العديد من تقنيات القطع وازالة المعدن المستخدمة في تصنيع Cull gall وأدوات الصب المعدنية، فإن القطع وازالة المعدن بالتفريغ الكهربائي (EDM) هو نوع فريد من التصنيع. أحد أحدث التطورات في العمليات الحرارية الكهربائية هو القطع بالتفريغ الكهربائي المختلط بمسحوق النانو ((NPMEDM) والذي يتضمن خلط وتعليق مسحوق نانوي معدني في المائع العزل بين القطبين الذين يمثلان العدة والمشغولة. إنَّ الغرض من هذا العمل هو لدراسة تأثير اضافة المساحيق النانوية على سلامة السطح وأداء التصنيع (المخرجات) لثلاث خلطات مختارة (Al203-SiO2 ، SiO2-graphite ، Al2O3-graphite) والتي تم اختيارها من عدة خلطات أو مساحيق نانوية ba phe بعد الاطلاع بدقة على الأبحاث السابقة، وكذلك تركيز مسحوق النانو ونسبة خلطه بتركيز cP 2.” :،١( 5، 5 غم/لتر) مخلوطة في السائل العازل ل la tu 4 على الفولاذ المقاوم للصدأ ر3041، مع معدل خلط يختلف لكل خليط من 907١ إلى GY محققًا + )% للخليط ككل بمعدل زيادة 9٠١ عند كل مستوى. تشمل المتغيرات الكهربائية للماكنة (المدخلات) زمن مكوث النبضة 56٠ 250606615٠ Vee ,5٠١( ميكروثانية)، والتيار (50, (paral 5٠ CPO Ke ,،”5 وزمن إيقاف النبضة (75, ,5٠ 5لاء ١١5 Vee ميكروثانية). تم استخدام منهجية che الاستجابة (RSM) لتحديد العلاقة الرياضية بين المدخلات والمخرجات وعملية 4 تم استخدام معدل إزالة المعدن (MRR) ومعدل تآكل العدة (EWR) ومقياس خشونة السطح الناتج (Ra) 9 وسمك الطبقة البيضاء المعاد تصلبها (118/11) ومقدار عمق التأثر بالحرارة (HAZ) وكثافة الشقوق السطحية (SCD) لقياس فعالية عملية القطع. Cy pal التجارب على مرحلتين: كانت المرحلة الأولى اختبار ثلاثة خلطات؛ بواقع VY تجربة لكل خليط ومقارنتها ب VY تجربة للقطع بالتفريغ الكهربائي التقليدي. ثم تم اختيار أفضل خليط من بينها بعد مقارنة النتائج. إذ أظهر خليط 81207-510, نتائج متقدمة على الخلطتين الآخريين وتحسن في خشونة السطح مقارنة بالقطع بالتفريغ الكهربائي التقليدي. أدى هذا إلى تعزيز استجابة السطح للفولاذ المقاوم للصدأ ،304L مع زيادة متوسط ازالة المعدن MRR بنسبة 24,0 وانخفاض متوسط خشونة السطح Ra ومعدل تآكل العدة EWR بنسبة 74,7 و 253,5/ على التوالي، باستخدام برنامج 18 Minitab لقد تم إجراء المرحلة الثانية من التجارب على نفس الخليط المختار من المرحلة الأولى بواقع Oe تجربة باستخدام برنامج 11 Design Expert ومنهجية (CCD) وتم تحليل النتائج المتحصل عليها لتحديد Gas تأثير المدخلات على استجابة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ ,63041 Gus حصلنا على زيادة في MRR بنسبة 90١7 وانخفاض12 و SCD s HAZ s Ras WLTs EWR بنسبة 975,5 5 BWW MYT 5 VYVVIV 5 HEP 5 على التوالي. وأخيراء تم تطوير النموذج الرياضي باستخدام برنامج 11 Design Expert لمعرفة مدخلات العملية المثلى والمخرجات الامثل التي يمكن أن نحصل عليها.

Among the several machining techniques used in mould and die manufacture, Electro-Discharge Machining (EDM) is a unique type of machining. One of the most recent developments in thermo-electric processes is Nanopowder-Mixed Electric Discharge Machining (NPMEDM), which involves suspending metallic nanopowder in a dielectric. The purpose of this work is to investigate the effects of parameters on surface integrity and machining performance (outputs) of nanopowders mixture (Al2O3-graphite, SiO2-graphite, and Al2O3-SiO2) with kerosene dielectric, which after examining earlier studies, were chosen from a variety of combinations nanopowders, taking into account the nanopowder concentration and mixing ratio. The kerosene dielectric fluid of EDM on stainless steel 304L was combined with concentrations of (1, 2, 3, 4, and 5 g/l). The mixing rate between each pair of nanopowder varied for each mixture, ranging from 30% to 70%, reaching 100% overall with a 10% gap between each level. Current (20, 25, 30, 35, 40 Amp.), pulse on time (50, 100, 150, 200, 250 μs), and pulse off time (25, 50, 75, 100, 125 μs) are additional electric parameters (inputs). Response Surface Methodology (RSM) has been utilized to determine the mathematical relationship between the input and output and the NPMEDM process. The Material Removal Rate (MRR), Electrode Wear Rate (EWR), and surface integrity metrics of Surface Roughness (Ra), White Layer Thickness (WLT), Heat Affected Zone (HAZ), and Surface Crack Density (SCD) are used to measure the effectiveness of the machining process. The experiments were conducted in two stages. The first stage was to test three mixtures using the Minitab 18 program, with 12 experiments for each mixture, and compare them with 12 experiments for traditional electrical discharge. Then, the best mixture was chosen after the results were compared. Al2O3-SiO2 mixture showed advanced results over the other two mixtures and improved surface integrity compared to conventional electrical discharge. This enhanced the surface response of stainless steel 304L, with MRR increasing by 9.5% and Ra and EWR decreasing by 6.6% and 29.4%, respectively. The second stage of experiments was conducted for the same mixture (Al2O3-SiO2) selected from the first stage, with 50 experiments using the Design Expert 11 program and the Central Composite Design (CCD) methodology. The results obtained were analyzed to determine the extent of the influence of the inputs on the response of the stainless steel 304L surface; investigate an improvement in surface response, increasing MRR by 13% and decreasing EWR, WLT, Ra, HAZ, and SCD by 33.3%, 5.8%, 4.5%, 17.7%, and 2.6%, respectively. Finally, the mathematical model was developed using the Design Expert 11 program to find the optimum machining parameters and surface responses we could have.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب