تاثير سايش جانبي ابزار روي زبري، بافت، ميكروسختي و مقاومت به خوردگي الكتروشيميايي سطح در فرايند فرزكاري سرعت‌بالا

Influence of tool flank wear width on roughness, topography, microhardness and electrochemical corrosion resistance in high speed milling

سطح جانبي ابزار به علت تماس مستقيم با سطح ماشين‌كاري ‌شده مي‌تواند اثرات نامطلوبي روي سلامت سطح قطعه‌كار در فرزكاري سرعت‌بالا داشته باشد. به همين منظور، در اين پژوهش اثر پهناي سايش ابزار روي مشخصه‌هاي اصلي سلامت سطح شامل؛ زبري، بافت، ميكروسختي و نيز مقاومت به خوردگي الكتروشيميايي سطح در فرايند فرزكاري سرعت ‌بالا بررسي ‌شده است. آزمايش‌ها توسط 12 ابزار با سايش جانبي صفر، 0.2، 0.4 و 0.6 ميلي‌متر با سه بار تكرار روي فولاد آلياژي 4340 با سختي 425 ويكرز و در شرايط برشي ثابت انجام گرفت. نتايج نشان داد كه تا سايش جانبي ابزار 0.4 ميلي‌متر، زبري سطح و ميكروسختي سير صعودي يكنواختي را تجربه مي‌كنند (افزايش زبري سطح تا 95% و ميكروسختي سطح تا 6.3% نسبت به ابزار نو). اما استفاده از ابزاري با سايش جانبي 0.6 ميلي‌متر، مقادير زبري سطح و ميكروسختي را به ترتيب تا 484% و 18.6% نسبت به ابزار نو افزايش مي‌دهد. تصاوير بافت سطح نيز نشان داد كه استفاده از ابزار با سايش جانبي 0.6 ميلي‌متر، باعث جريان غيريكنواخت ماده روي سطح مي‌شود. استفاده از ابزاري با سايش جانبي 0.4 ميلي‌متر و كمتر از آن، تاثير ناچيزي بر توزيع ميكروسختي در عمق قطعه داشت. همچنين مقادير طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي سطوح فرزكاري شده نشان داد كه استفاده از ابزارهاي 0.4 و 0.6 ميلي‌متر ساييده شده به ترتيب باعث افت مقادير Rcorr به مقدار 22% و 83% نسبت به نمونه فرزكاري شده با ابزار نو مي‌گردند. اين امر نشان از مقاومت به خوردگي الكتروشيميايي پايين سطح فرزكاري شده با ابزار 0.6 ميلي‌متر ساييده شده دارد.

Owing to direct contact with the machined surface, the flank surface can cause unfavorable effects on the surface integrity in high speed milling. Thus, in this study, the influences of flank wear width on the main characteristics of surface integrity like roughness, topography, microhardness and electrochemical corrosion resistance during high speed milling process is investigated. Milling tests were performed under constant cutting conditions with three repetitions and using 12 tools with flank wear widths on the AISI 4340 hardened steel. It was concluded that using the tool with flank wear width up to 0.4 mm increases roughness and microhardness, uniformly (95% for surface roughness and 6.3% for microhardness relative to new tool). However, using a tool with the flank wear of 0.6 mm increases these outputs up to 484% and 18.6%, respectively. Surface topography images also revealed that using the tool with the flank wear width of 0.6 mm can cause irregular forms of material flow on the surface. Using the tool with the flank wear of 0.4 mm or less had an insufficient effect on the in-depth microhardness distribution. In addition, electrochemical impedance spectroscopy of the milled surfaces showed that relative to new tool, using tools with 0.4 and 0.6 mm flank wear, reduces Rcorr up to 22% and 83%, respectively. It indicated lower electrochemical corrosion resistance of milled surfaces with 0.6 mm worn-out tools.