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Electrical discharge machining of titanium alloy (Ti–6Al–4V)

Electrical discharge machining of titanium alloy (Ti–6Al–4V). 任課教師 : 戴子堯 報告人：蔡雅雯 報告日期： 100.05.23. 大綱. 一、前言 二、實驗方法 三、結果與討論 四、結論. 一、前言. 一、前言. 放電加工是將工件及電極置於絕緣液中，通以適當電流，當電極與工件表面凹凸不平之高點接近至某一間隙時，其電壓增高，而電場強度引起該不平點之絕緣油的局部電離分解，因而產生火花放電，經由放電火花之高熱可將工件材料熔融或汽化而除去

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Electrical discharge machining of titanium alloy (Ti–6Al–4V)

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Presentation Transcript

  1. Electrical discharge machining of titanium alloy (Ti–6Al–4V) 任課教師:戴子堯 報告人：蔡雅雯 報告日期：100.05.23

  2. 大綱 一、前言 二、實驗方法 三、結果與討論 四、結論

  3. 一、前言

  4. 一、前言 • 放電加工是將工件及電極置於絕緣液中，通以適當電流，當電極與工件表面凹凸不平之高點接近至某一間隙時，其電壓增高，而電場強度引起該不平點之絕緣油的局部電離分解，因而產生火花放電，經由放電火花之高熱可將工件材料熔融或汽化而除去 • 本研究主要是探討以Ti-6Al-4V為放電加工之工件，在經過不同的加工參數和不同電極材料後之性質 • 實驗結果以SEM、EDS、XRD等來分析

  5. 二、實驗方法

  6. 二、實驗方法 • 實驗材料-Ti-6Al-4V(4.7 mm x 20 mmx 25mm) • 機械性質-Ti-6Al-4V

  7. 二、實驗方法 • 電極材料性質 electrode holder electrode • EDM之加工參數 specimen sample holder. EDM configuration

  8. 三、結果與討論

  9. 三、結果與討論 • 表面形貌分析 EDS analysis of machined surface, on which the EDS is conducted marked by A A typical surface after EDM (IP: 12 A; τON: 100 μs; electrode material copper). X-ray diffraction profiles of Ti–6Al–4V before machining

  10. 三、結果與討論 • XRD分析 • 煤油加工液分解成C和HC滲進工件表面TiC碳化物 X-ray diffraction profiles of Ti–6Al–4Vafter machining EDM (IP: 25 A; τON: 200 μs; electrode material copper).

  11. 三、結果與討論 • 白層截面微結構分析 • 白層厚度約10-20μm，結構為麻田散鐵組織 Cross-sectional view of white EDM (IP: 6 A; τON: 100 μs; electrode material graphite).

  12. 三、結果與討論 • 平均白層厚度(whitelayer thickness, WLT)分析 • 隨著放電持續時間的恆定電流增加，可看出白層的平均厚度有明顯增加的趨勢 Effect of EDM parameters on average WLT (a) graphite electrode; (b) copper electrode; (c) aluminium electrode.

  13. 三、結果與討論 • 表面裂紋分析 • 脈衝電流↑放電持續時間↓ 表面裂紋↓ Effect of EDM parameters on surface crack density ((★) extremely open cracks; (◇) slightly cracks; (○) no crack).

  14. 三、結果與討論 • 表面粗糙度分析 • 鋁>銅>石墨 • 電流↑表面粗糙度↑ • 隨著放電持續時間增加(200μs)表面粗糙度有略為改善的現象 Effect of EDM parameters on surface roughness of specimens ((a) graphite electrode; (b) copper electrode; (c) aluminium electrode).

  15. 三、結果與討論 • 電極損耗率分析 • 脈衝電流↑ 、放電持續時間↑ 電極損耗率↑ 石墨電極損耗率較低

  16. 三、結果與討論 • 材料移除率分析 • 脈衝電流↑ 、放電持續時間↑ 材料移除率↑ • 石墨電極材料移除率較佳 Effect of EDM parameters on MRR ((a) graphite electrode; (b) copper electrode; (c) aluminium electrode).

  17. 四、結論

  18. 四、結論 • 由於Ti-6Al-4V的熱傳導係數較低，使得放電加工過程中，會形成再鑄層(白層)，因含有TiC碳化物，其硬度相當高 • 隨著放電加工參數的增加，平均白層厚度也隨之增加，也隨著電極材料的不同而有所影響，實驗結果發現以銅為電極材料來做加工，工件表面產生裂紋的機率較高 • 石墨電極因具有高熔點，以至於放電加工時，其電極損耗率較低，材料移除率較高

  19. Thanks for your attention

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