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 mm x 25mm)
機械性質 -Ti-6Al-4V
二、實驗方法
7
電極材料性質
EDM 之加工參數
electrode holder
electrode
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
A typical surface after EDM (IP: 12 A; τON: 100 μs; electrode material copper).
EDS analysis of machined surface, on which the EDS is conducted marked by A
X-ray diffraction profiles of Ti–6Al–4V before machining
10
三、結果與討論
X-ray diffraction profiles of Ti–6Al–4Vafter machining EDM (IP: 25 A; τON: 200 μs; electrode material copper).
煤油加工液分解成 C 和 HC 滲進工件表面 TiC 碳化物
XRD分析
三、結果與討論
白層厚度約 10-20μm ,結構為麻田散鐵組織
11
Cross-sectional view of white EDM (IP: 6 A; τON: 100 μs; electrode material graphite).
白層截面微結構分析
12
三、結果與討論 平均白層厚度 (white layer thickness, WLT)分析
Effect of EDM parameters on average WLT (a) graphite electrode; (b) copper electrode; (c) aluminium electrode.
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
三、結果與討論
脈衝電流↑放電持續時間↓ 表面裂紋↓
表面裂紋分析
Effect of EDM parameters on surface crack density (( ) extremely ★open cracks; ( ) slightly cracks; (○) no crack).◇
三、結果與討論 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
14
表面粗糙度分析
Effect of EDM parameters on surface roughness of specimens ((a) graphite electrode; (b) copper electrode; (c) aluminium electrode).
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
三、結果與討論 材料移除率分析
Effect of EDM parameters on MRR ((a) graphite electrode; (b) copper electrode; (c) aluminium electrode).
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
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 attentionThanks for your attention