Developments in the non-traditional machining of particle reinforced metal matrix composites

Pramanik, Alokesh

doi:10.1016/j.ijmachtools.2014.07.003

Cited by 154 publications

(80 citation statements)

References 56 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Koncepcja wykorzystania procesu hybrydowego elektrochemiczno-elektroerozyjnego (ECDM) do kształtowa-nia materiałów trudno obrabialnych była i jest intensywnie rozwijana [4][5][6]. Badania materiałów metalowych (np.…”

Section: Charakterystyka Obróbki Materiałów Trudno Obrabialnych Z Wykunclassified

“…Badania dotyczyły również materiałów kompozytowych na osnowie metalicznej (np. aluminium 6061 umacnianego ziarnami Al 2 O 3 w ilości 10÷20%) [1,4]. Wyniki obróbki ECDM takich materiałów również są obiecujące, chociaż zrealizowano je dla niewielu przypadków.…”

Section: Charakterystyka Obróbki Materiałów Trudno Obrabialnych Z Wykunclassified

“…Ten wariant procesu ECDM nazywany jest w literaturze spark assisted chemical engraving (SACE). Został on z dobrym skutkiem zastosowany do obróbki Al 2 O 3 , szkła czy ZrO 2 [4,7].…”

Section: Charakterystyka Obróbki Materiałów Trudno Obrabialnych Z Wykunclassified

See 2 more Smart Citations

Unconventional processes of ceramic and composite materials shaping

Ruszaj

2017

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

Aby uzyskać wysoką jakość elementów maszyn czy narzędzi, coraz częściej stosuje się materiały ceramiczne oraz kompozytowe na osnowie metalicznej lub ceramicznej. Efektywne kształtowanie tych materiałów obróbką skrawaniem czy szlifowaniem klasycznym jest utrudnione z uwagi na ich bardzo dobre właściwości mechaniczne. Racjonalnym rozwiązaniem jest zastosowanie metod niekonwencjonalnych, takich jak obróbka elektrochemiczna, elektroerozyjna czy elektroerozyjno-elektrochemiczna (ECDM) w przypadku materiałów przynajmniej częściowo przewodzących prąd elektryczny. Materiały ceramiczne nieprzewodzące prądu elektrycznego można kształtować z zastosowaniem odmiany procesu ECDM nazywanej spark assisted chemical engraving (SACE). SŁOWA KLUCZOWE: obróbka niekonwencjonalna, materiały ceramiczne, materiały kompozytoweIn order to reach the high quality parts of machines or tools very often ceramic or composite materials on metalic or ceramic base are being applied. Efficient shaping above mentioned materials using cutting or classical grinding is difficult because of their high mechanical properties. Rational solution is application of unconventional machining methods as: electrochemical, electrodischarge or electrochemical -electrodischarge (ECDM) in case when machined materials are at least partly conductive of electrical current. In case of shaping ceramic materials unconductive for electrical current the rational solution can be application of Spark Assisted Chemical Engraving (SACE) process -the special kind of ECDM process. KEYWORDS: unconventional machining processes, ceramic materials, composite materials Materiały ceramiczne, materiały kompozytowe na osnowie metalicznej lub ceramicznej przy odpowiednio dobranym składzie mają bardzo dobre właściwości mechaniczne (wysoką twardość, wytrzymałość, wytrzymałość zmęczeniową, odporność na zużycie itp.). Takie właści-wości utrudniają, a nawet uniemożliwiają obróbkę metodami mechanicznymi (skrawaniem, szlifowaniem).Schemat obróbki materiałów kompozytowych przedstawiono na rys. Często konieczne jest wykonywanie w tych materiałach mikrootworów, aby utworzyć połączenia elektryczne mię-dzy warstwami [1][2][3]. Wymienione materiały -ze względu na ich bardzo dobre właściwości mechaniczne: wysoką wytrzymałość i twardość (np. Al 2 O 3 ), wysoką twardość i kruchość (np. szkło) lub małe wymiary (wymiary mikroelementów w MEMS << 1 mm) -należy kształtować z zastosowaniem procesów, w których usuwanie naddatku nie zależy istotnie od właściwości mechanicznych materiału obrabianego.Rys. 1. Schemat obróbki elementu wykonanego z materiału kompozytowego. A -materiał osnowy (materiał metalowy lub ceramiczny), B -cząstki fazy umacniającej (ziarna metalowe lub ceramiczne), ER -elektroda robocza Warunek ten spełniają: obróbka elektrochemiczna (ECM), elektroerozyjna (EDM) oraz obróbka elektrochemiczno-elektroerozyjna (ECDM), w której następuje koincydencja procesów elektrochemicznego (reakcji elektrochemicznych) i elektroerozyjnego (wyładowań elektrycznych). Charakterystyka obróbki materiałów trudno obra...

show abstract

Section: Charakterystyka Obróbki Materiałów Trudno Obrabialnych Z Wykunclassified

See 1 more Smart Citation

Unconventional processes of ceramic and composite materials shaping

Ruszaj

2017

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…W trakcie obróbki elektrochemicznej materiał metalowej osnowy jest roztwarzany elektrochemicznie a nieprzewodzące cząstki umacniające są wypłukiwane. Wyniki obróbki zależą od wymiarów ziaren umacniających oraz ich koncentracji [5].…”

Section: Rys 2 Zaburzenia Odwzorowania Kształtu Elektrody W Obróbceunclassified

Development trends of selected unconventional manufacturing processes

Ruszaj¹,

Skoczypiec²

2015

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

W przemyśle w coraz większym zakresie stosowane są nowe materiały o specjalnych właściwościach, zwykle trudne do efektywnego kształtowania metodami tradycyjnymi. Z tego względu racjonalnym rozwiązaniem jest zastosowanie metod niekonwencjonalnych a szczególne obróbki elektrochemicznej, elektroerozyjnej oraz metod hybrydowych. W artykule przedstawione zostaną przede wszystkim zasadnicze kierunki rozwoju i praktyczne zastosowania wyżej wymienionych procesów obróbkowych.SŁOWA KLUCZOWE: obróbka elektrochemiczna, obróbka elektroerozyjna, metody hybrydowe.In industry the range of practical applications of new materials with special properties significantly increases. These materials are usually difficult for traditional machining; so, the most efficient for shaping parts made of above mentioned materials are electrochemical, electrodischarge and hybrid machining processes. In the paper will be presented first of all basically directions of development and practical applications of these unconventional machining processes. KEYWORDS: electrochemical machining, electrodischarge machining, hybrid machining processes. WprowadzenieInżynieria materiałowa rozwija się bardzo dynamicznie i oferuje wciąż nowe materiały o specjalnych właściwo-ściach. Do takich już stosowanych materiałów zaliczane są między innymi: wysoko wytrzymałe stopy niklu, tytanu, materiały kompozytowe (np. PCD-Co, Al-SiC, Al-Al 2 O 3 ) oraz ceramiczne (np. SiC, Al 2 O 3 , ZrO 2 , MgO 2 ), półprzewodniki (np. Si) oraz tworzywa sztuczne. Specjalne materiały kompozytowe znajdują coraz szersze zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, kosmicznym, zbrojeniowym, jądrowym, elektronicznym, mechatronicznym czy medycznym. Wynika to z ich właściwości, które można kształtować przez dobór odpowiedniej osnowy oraz zbrojenia. Racjonalne zastosowanie w praktyce przemysłowej nowych materiałów jest możliwe dopiero po opracowaniu efektywnych metod ich kształtowania. Specjalne stopy czy materiały kompozytowe o osnowie metalicznej -przewodzącej prąd elektryczny mogą być kształtowane z wykorzystaniem takich metod niekonwencjonalnych jak obróbka elektrochemiczna, elektroerozyjna czy metody hybrydowe. Konieczność dostosowania tych metod do obróbki wyżej wymienionych materiałów stanowi istotny element stymulujący ich dynamiczny rozwój. Kolejne czynniki stymulujące ich rozwój to:

show abstract

“…Existing functional materials have attained their performance limits, and designers are looking to metal matrix composites (MMCs) to provide additional strength, stiffness, wear resistance and temperature capabilities required for advanced applications in aerospace, automobile, etc [1]. However, their application is somewhat restricted by poor ductility, low fracture toughness and tendency to fracture easily [2].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Particle fracture and debonding during orthogonal machining of metal matrix composites

Pramanik

Zhang

2017

Adv. Manuf.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This paper investigates the particle fracture and debonding during machining of metal matrix composite (MMC) due to developed stress and strain, and interaction with moving tool by finite element analysis. The machining zone was divided into three regions: primary, secondary and tertiary deformation zones. The tendency of particles to fracture in each deformation zone was investigated. The findings of this study were also discussed with respect to the experimental results available in the literature. It was found that particles at the cutting path in the tertiary deformation zone fractured as it interacted with tool. In the secondary deformation zone, particles interacted with other particles as well as cutting tool. This caused debonding and fracture of huge number of particles as those were moving up along the rake face with the chips. No particle fracture was noted at the primary deformation zone. The results obtained from finite element analysis were very similar to those obtained from experimental studies.

show abstract

Developments in the non-traditional machining of particle reinforced metal matrix composites

Cited by 154 publications

References 56 publications

Unconventional processes of ceramic and composite materials shaping

Unconventional processes of ceramic and composite materials shaping

Development trends of selected unconventional manufacturing processes

Particle fracture and debonding during orthogonal machining of metal matrix composites

Contact Info

Product

Resources

About