ساخت دستگاه لایه نشانی الکترواسپارک جهت تعمیر عیوب سطحی فولادهای ابزار

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: ساخت دستگاه لایه نشانی الکترواسپارک جهت تعمیر عیوب سطحی فولادهای ابزار

ارائه دهنده: Provider: شقایق جادریان - رشته مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محسن شیخی ، دکتر یوسف مظاهری رودباری

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محمد امین قاسمی

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر شهاب کاظمی، دکتر میثم نوری

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 17 مهر 1401

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده مهندسی

چکیده: Abstract: فرآیندهایی که با هدف تعمیرات و نگهداری و همچنین بهبود خواص سطحی قطعات صنعتی رایج می باشند، همواره اهمیت بالایی دارند، در این میان فرآیندهایی که موجب افزایش عمر قطعات، بهبود عملکرد آن ها و نیز بهبود خواص مکانیکی این قطعات شوند، از جایگاه ویژه ای برخوردارند. دستگاه های مورد استفاده در روش های مختلف، اغلب دارای مشکلاتی مانند هزینه های تهیه یا استفاده بالا، محدودیت دسترسی و یا کاربری دشوار می باشند. از این رو روش الکترواسپارک به عنوان روش مناسبی در جهت رفع این نیازها معرفی می شود. در پژوهش حاضر، به ساخت دستگاه لایه نشانی الکترواسپارک با استفاده حداقلی از تجهیزات و شرایط و امکانات آزمایشگاهی پرداخته شد و به منظور طراحی و ساخت آن از نرم افزار Altium designer و نرم افزارهای چاپ PCB و به کاربردن قطعات الکترونیکی رایج در بردهای الکترونیکی استفاده گردید. در راستای بررسی صحت عملکرد دستگاه الکترواسپارک ساخته شده و آماده سازی نمونه های آزمایشی، ورق هایی از جنس فولاد ابزار به عنوان زیرلایه و الکترودی از جنس آلیاژ پایه کبالت تحت عنوان استلایت ۶، در شرایط تک اسپلت و پوشش کامل آماده سازی گردید. پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش، ولتاژ، ظرفیت خازن و گاز محافظ می باشد که به ترتیب از ۳۵ تا ۷۰ ولت و از ۳۵۶۰ تا ۴۹۲۰ میکروفاراد در شرایطی با حضور گاز محافظ آرگون و همچنین بدون حضور گاز محافظ بررسی شدند. . جهت بررسی نتایج، تصاویری با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تصاویر (BSE) استفاده گردید و به منظور بررسی سختی نهایی پوشش حاصل از لایه نشانی به روش الکترواسپارک، از دستگاه سختی سنجی ویکرز-بوهلر در ۲۵ تکرار برای هر نمونه استفاده گردید و برای بررسی کمی نتایج حاصل، از نرم افزارهای Image J و MIP استفاده شد. در تک اسپلت ها، ابعاد که شامل قطر و حجم آن¬هاست، با افزایش ولتاژ و ظرفیت خازن، افزایش یافته و این افزایش، در شرایطی که از گاز محافظ آرگون حین لایه نشانی استفاده گردیده است قدری چشم گیرتر از شرایط بدون گاز محافظ می باشد. ضخامت پوشش ها هنگامی که ولتاژ و ظرفیت خازن در مقادیر ۷۰ ولت و ۴۹۲۰ میکروفاراد قرار دارند ۴ برابر بیشتر از زمانی است که این پارامترها در مقادیر ۳۵ ولت و ۳۵۶۰ میکروفاراد هستند و پوشش حاصل در پارامترهای کمینه نازک تر می باشد. ضخامت پوشش پس از مدتی ثابت باقی می ماند و افزایش مدت زمان پوشش دهی تاثیری بر افزایش ضخامت بعد از رسیدن به مقدار بهینه آن نخواهد داشت که این امر به دلیل پاشش مواد الکترود به سایر نواحی پوشش پس از رسیدن به حد بهینه پوشش می باشد. یکنواختی پوشش در حالتی که از گاز محافظ آرگون حین لایه نشانی استفاده شده است، بیشتر از زمانی است که پوشش دهی بدون گازمحافظ صورت گرفته است. در سطح نمونه هایی که ظرفیت خازن و ولتاژ پایین تری دارند، هیچ گونه حفره و ترکی دیده نشد و ساختار کاملا فشرده است. درحالی که در سطح نمونه هایی با انرژی جرقه بالاتر (ولتاژ و جریان بالاتر)، ترک ها و حفره هایی دیده می شود که طبق تصویر مشاهده شده از جداره داخلی ترک، به دلیل عدم تشکیل فازهای انجمادی، ترک از نوع سرد و ناشی از تنش های پسماند می باشد و میانگین طول ترک ها در شرایطی که ظرفیت خازن بیشینه است نیز بیشتر می باشد که حضور این عیوب، مقاومت به خوردگی و سایش نمونه ها را کاهش می دهد. سختی پوشش استلایت ۶ حاصل از لایه نشانی به روش الکترواسپارک به طرز چشم گیری نسبت به سختی استلایت ۶ که ۳۵۰ ویکرز می باشد، افزایش یافته و حدودا ۵ برابر سختی بالاتری دارد که بررسی ها نشان داد بیشترین میزان سختی در ناحیه مغز پوشش به اندازه ۱۸۵۴ ویکرز و کمترین میزان سختی در ناحیه سطح پوشش و مرز بین پوشش و زیرلایه و به اندازه ۹۲۰ ویکرز می باشد. با توجه به شناسایی اثر پارامترها و درنظر گرفتن نتیجه مطلوب از تعمیر یا پوشش دهی قطعات می توان پارامتر بهینه را انتخاب کرده و لایه نشانی به روش الکترواسپارک صورت گیرد.

فایل: ّFile: