بررسي تاثير پارامترهاي موثر بر زبري سطح و عمق باربرداري در فرايند ماشين كاري شيميايي آلياژ Ti-6Al-4V

Investigation of the effective parameters on the surface roughness and material removal depth in chemical machining of Ti-6Al-4V alloy

براي باربرداري و حذف لايه آلفاي سطحي در آلياژ تيتانيوم، از ماشينكاري شيميايي به عنوان يك عمليات تكميلي استفاده مي شود. در اين عمليات، عمق باربرداري و زبري سطح از اهميت ويژه-اي برخوردارند كه از پارامترهاي ماشين كاري شامل دما، زمان عمليات و درصد اسيدهاي محلول شيميايي تاثير مي پذيرند. در اين مقاله ابتدا با طراحي و انجام آزمايش هاي تجربي، اثرات اصلي و متقابل پارامترهاي موثر در ماشين كاري شيميايي آلياژ Ti-6Al-4V با محلول شيميايي HF و HNO3 بررسي مي شود. سپس با استفاده از روش روي هم قراردادن نمودارهاي كانتوري، محدوده مناسب پارامترهاي ماشين كاري براي زبري سطح و عمق باربرداري مطلوب، جهت حذف لايه آلفاي سطحي ايرفويل يك نوع پره فورج شده استخراج مي شود. نتايج نشان مي دهد كه عمق باربرداري با افزايش دما، مدت زمان و درصد HF افزايش مي يابد، اما با افزايش HNO3 مقداري كاهش مي يابد. تاثير پارامترها بر زبري سطح روند يكنواختي ندارد و اكثر پارامترها در تاثير بر عمق باربرداري و زبري سطح اثر متقابل دارند. با استفاده از روش روي هم قرار دادن نمودارهاي كانتوري، براي دو نوع درصد اسيدها، محدوده مناسب دما و مدت عمليات براي حذف لايه آلفاي سطحي همراه با زبري سطح مطلوب بدست آمد.

Chemical machining is used as a finishing operation for the material removing (MR) and elimination of the alpha surface layer in titanium alloy. In this operation, MR depth and surface roughness (SR) are important and influenced by the machining parameters such as temperature, operation time and percent of chemical acids. In this paper, main and interaction effects of the effective parameters are investigated in the chemical machining of Ti-6Al-4V alloy by HF and HNO3 chemical solutions using design and performing the experiments. Also, appropriate range of machining parameters have been determined using overlaid counter plots method that is used for elimination of the alpha surface layer of a forged airfoil blade. Results showed that the MR depth increases by increasing the temperature, time and percent of HF, but a little decreases by increasing the percent of HNO3. Effects of the parameters on the roughness are not similar. Most of the parameters interact with each other in affecting on the MR depth and SR. For the both types of acids, appropriate ranges of temperature and operation time were obtained for eliminating the alpha surface layer and the desired roughness.