مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تاثیر پوشش های چند لایه TiN/TiCN/Al2O3 روی سطح مته کاربید تنگستن بر عملیات سوراخکاری چدن گرافیت کروی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه شاهرود
2 هیئت علمی/دانشگاه شاهرود
3 هیئت علمی دانشگاه شاهرود
چکیده
کاربیدهای سمانته از معمولترین مواد ابزارهای ماشینکاری می باشند. به منظور بهبود فرایند ماشینکاری، سطوح ابزارهای برشی باید در برابر سایش مقاوم بوده، دارای سختی بالا و از نظر شیمیایی خنثی باشند. در سالهای اخیر پوشش های متنوعی به منظور بهبود خواص سایشی ابزارهای کاربید تنگستن ارائه شده اند. در این تحقیق اثر پوشش چند لایه TiN/TiCN/Al2O3 بر بهبود فرآیند سوراخکاری چدن گرافیت کروی بررسی شده است. لایه خارجی پوشش از جنسAl2O3 انتخاب گردید که دارای مقاومت به سایش بالا بوده و لایه داخلی TiN با چسبندگی عالی به سطح کاربید تنگستن بود. لایه میانی از جنس TiCN انتخاب شد زیرا این لایه سازگازی مناسبی با لایه داخلی و خارجی دارد. در ابتدا مته‌ها از جنس کاربید تنگستن ساخته و سپس پوشش سه لایه روی سطح مته کاربید تنگستن به روش لایه‌نشانی شیمیایی بخار اعمال شد. میزان سایش مته، صافی سطح و تلرانس سوراخ ماشینکاری شده در شرایط کاری سوراخکاری مورد بررسی قرار گرفت. سطح سایش و ساختار پوشش بوسیله میکروسکپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. . ضخامت پوششهای اعمالی 10 میکرومتر بود. نتایج نشان داد پوشش چند لایه تاثیر چشمگیری بر بهبود مقاومت به سایش مته نسبت به مته بدون پوشش داشته است. به علاوه، مشاهده گردید که صافی سطح و تلرانس سوراخکاری با استفاده از مته پوشش دار بهبود یافته است. دلیل این پدیده کاهش سایش و پایداری ابعادی مته‌ها در حین عملیات ماشینکاری است. به علاوه با توجه به ساختار سطح سایش، مشخص شد که مکانیزم سایش مته از نوع سایش خراشیدگی می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of TiN/TiCN/Al2O3 multilayer coating on Tungsten Carbide drill on drilling process of spherodized cast iron

نویسندگان English

Fariborz Jalali 1
Mojtaba Ghatee 2
Seyed Majid Hashemian 3
چکیده English

Cemented carbides are the most common cutting tool materials. To improve machining process, the surface of the cutting tools must be wear resitance with high hardness and chemical inertness. In recent years, several coatings have been developed for tungsten carbide. In this paper, the effect of TiN/TiCN/Al2O3 multicoatings on the performance of drilling process of spherodized cast iron was studied. The external layer is Al2O3 which has high resitance to wear and TiN was chosen as internal layer because of it excellent adhesion to the tungsten carbide surface. The intermediate layer was TiCN because of its compatibility with the other layers. At first, drills were prepared by machining process and then the triple layer coating was applied on the surface of tungsten carbide drills by chemical vapor deposition method. The coating process was performed under usual industrial condition. The thickness of the coatings was 10 micrometers. The wear of drills, the surface roughness and the hole diameter tolerance were investigated. The structure of coating and wear surface was studied by scanning electron microscopy. It was found that the multiple coating significantly improved the wear resistance of the drill compared to uncoated tolls. In addition, it was found that the surface roughness and hole diameter tolerances improved by drilling with coated tools. The reason of this would be the lower wear rate and resulting dimension stability of the coated tools. In addition, according ot wear surface structure, it was concluded that the mechanism of wear was abrasion.

کلیدواژه‌ها English

Tungsten Carbide drill
TiN/TiCN/Al2O3 muti layer coating
Spherodized cast iron
Tool wear