ISSN 1859 1531 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90) 2015 53 ẢNH HƯỞNG CỦA BỘT TITAN TRỘN TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN MÔI ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT THÉP SKD61 TRONG GIA CÔNG BẰNG TIA LỬA ĐIỆN E[.]
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 53 ẢNH HƯỞNG CỦA BỘT TITAN TRỘN TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN MÔI ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT THÉP SKD61 TRONG GIA CÔNG BẰNG TIA LỬA ĐIỆN EFFECTS OF TITANIUM POWDER MIXED IN DIELECTRIC FLUID ON SKD61 STEEL SURFACE QUALITY IN ELECTRICAL DISCHAGRE MACHINING Bành Tiến Long1, Ngô Cường2, Nguyễn Hữu Phấn2, Nguyễn Văn Minh3 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật, Đại học Thái Nguyên; phanktcn@gmail.com Trường Cao đẳng Nghề Kỹ thuật Công nghệ Tuyên Quang Tóm tắt - Sử dụng bột kim loại hợp kim dẫn điện kích thước nhỏ trộn vào dung dịch điện môi gia công tia lửa điện (PMEDM) giải pháp hiệu nâng cao suất chất lượng phương pháp gia công tia lửa điện (EDM) Trong báo này, ảnh hưởng nồng độ bột titan trộn dung dịch điện môi đến chất lượng bề mặt thép SKD61 sau EDM giới thiệu Thực nghiệm nghiên cứu cho thấy, bột titan trộn vào dung dịch điện mơi dầu suốt q trình gia cơng EDM có ảnh hưởng tích cực đến chất lượng lớp bề mặt thép SKD61 Bề mặt gia cơng có Ra giảm, chiều dày vùng ảnh hưởng nhiệt, thành phần hóa học topography thay đổi theo hướng tích cực, độ cứng tế vi tăng Các kết rằng, PMEDM giải pháp khả thi nâng chất lượng bề mặt gia công EDM Abstract - Using metal powder or conductive small size alloy powder mixed in the dielectric fluid in electrical dischagre machining (PMEDM) is a very effective method for improving productivity and quality of electrical dischagre machining (EDM) In this paper, the influence of the concentration of titanium powder mixed in dielectric fluid on the surface quality of steel SKD61 after EDM was introduced Experimental studies have shown that titanium powder mixed with the oil dielectric fluid during EDM has a positive impact on the quality of the surface layer of steel SKD61 Machined surface with Ra reduces thickness of heat affected zone, chemical composition and topography change in a positive direction and micro-hardness of machined surface increases These results indicate that PMEDM is a viable method for improving machined surface quality in EDM Từ khóa - EDM; PMEDM; SKD61; Ra; độ cứng tế vi; topography Key words - EDM; PMEDM; SKD61; Ra; micro-hardness; topography Đặt vấn đề EDM phương pháp gia công không truyền thống sử dụng phổ biến gia công loại sản phẩm vật liệu dẫn điện khó gia cơng bề mặt có hình dạng phức tạp.Trong phương pháp lượng nhiệt lớn sinh từ tia lửa điện xuất khe hở điện cực phơi làm nóng chảy bay vật liệu gia cơng Đây ngun nhân dẫn đến đặc tính lớp bề mặt phơi sau gia cơng bị thay đổi so với vật liệu Lớp vật liệu bề mặt gia cơng có tính giảm, xuất nứt tế vi với số lượng chiều sâu lớn, độ nhẵn bề mặt thấp làm giảm khả làm việc lớp bề mặt sản phẩm Thường bề mặt chi tiết máy sau EDM bắt buộc phải có nguyên cơng gia tinh siêu tinh như: đánh bóng, mài, rũa, Vì vậy, nghiên cứu theo hướng nâng cao chất lượng bề mặt hạn chế khuyết tật lớp bề mặt gia công EDM quan tâm nghiên cứu Các kết nghiên cứu gần cho thấy rằng, việc sử dụng bột kim loại hợp kim dẫn điện trộn vào dung dịch điện môi EDM nâng cao đáng kể chất lượng lớp bề mặt gia công như: số lượng chiều sâu vết nứt tế vi giảm, chiều sâu vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, độ cứng tế vi bề mặt tăng topography bề mặt có cấu trúc tốt Khi trộn bột Si (10µm) vào dung dịch điện môi dầu (Castrol SE fluid 180) với nồng độ 2g/l gia công thép SKD61 phương pháp EDM với điện cực Cu có kích thước khác cho thấy: Bột silic diện tích bề mặt điện cực có ảnh hưởng đến trị số nhám, chiều dày lớp biến trắng, quan hệ hình dạng, chiều sâu nhấp nhơ với diện tích bề mặt gia cơng mơ tả dạng phương trình toán học [1-2] Bề mặt thép AISI 1049 phủ lớp TiC có chiều dày 150 m với độ cứng 1600HV phương pháp EDM với bột Ti trộn dung dịch điện môi [3] Lớp phủ WC hình thành bề mặt thép làm khn (OHNS, D2, SKD61) sau phương pháp PMEDM làm độ cứng tế vi bề mặt thép tăng 100% so với vật liệu [4] Đồng thời hướng khả thi nâng cao độ bền bề mặt khuôn rèn, dập Bằng phương pháp EDM tạo lớp phủ MoS2 bề mặt thép ổ lăn [5] Bằng phương pháp Taguchi kết hợp với phương pháp GRA để tối ưu hoá số thơng số cơng nghệ PMEDM tìm thông số công nghệ cho chất lượng bề mặt gia công tốt [6] Bột Al bột SiC trộn vào dung dịch điện môi Ra lựa chọn để khảo sát Khi trộn bột Cu bột Gr vào dung dịch điện môi làm giảm mạnh lượng mòn điện cực [7] So với bột Cu, bột Gr làm TWR giảm mạnh làm tăng tuổi bền điện cực, nâng cao độ xác gia cơng Sử dụng bột Al trộn dung dịch điện môi để gia công thép làm khuôn W300 EDM, kết cho thấy: Chiều dày lớp trắng bề mặt phôi giảm tăng nồng độ bột chiều dày lớp trắng giảm theo [8] Việc trộn đồng thời bột Gr bột Ni vào dung dịch điện môi EDM làm tăng suất bóc tách vật liệu, giảm lượng mịn điện cực, độ xác gia cơng chất lượng bề mặt gia công cải thiện [9] Khi xuất bột Al dung dịch điện môi làm giảm trị số nhám bề mặt thép SKD61 tăng nồng độ bột trị số nhấp nhơ lại giảm [10] Các tác giả nghiên cứu tác dụng bột W trộn dung dịch điện môi phương pháp EDM đến chất lượng bề mặt thép OHNS Kết cho thấy, lượng lớn vật liệu bột W trộn dung dịch điện môi xâm nhập vào bề mặt gia công (từ 0,25% lên 2,89%) làm tăng độ cứng tế vi lớp bề mặt gia công tới 100% [11] Điều làm tăng độ bền mịn bề mặt gia cơng [12] Sự thay đổi loại vật liệu bột kích thước chúng có ảnh hưởng mạnh đến MRR SR EDM Bành Tiến Long, Ngô Cường, Nguyễn Hữu Phấn, Nguyễn Văn Minh 54 gia công thép EN31 Cần thiết mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng nhiều loại vật liệu bột nồng độ chúng đến suất chất lượng bề mặt gia cơng.Và đạt trị số nhấp nhô bề mặt Ra