Kebolehmesinan komposit matriks logam Al-Si/A1N menggunakan mata alat pemotong karbida

• Main Author: Siti Haryani, Tomadi
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: 2015
• Subjects: TA Engineering (General). Civil engineering (General)
• Online Access: http://umpir.ump.edu.my/id/eprint/14050/19/Kebolehmesinan%20komposit%20matriks.pdf; http://umpir.ump.edu.my/id/eprint/14050/
• Institution: Universiti Malaysia Pahang

Komposit matriks logam (MMC) merupakan gabungan antara logam ringan yang dikenali sebagai bahan matriks dengan bahan penguat atau tetulang seramik keras. Gabungan ini menghasilkan bahan yang mempunyai kekuatan yang lebih tinggi, lebih keras, lebih rintangan terhadap sifat haus, dan nisbah kekuatan kepada berat yang lebih baik berbanding dengan bahan matriks. Gabungan matriks logam dengan bahan tetulang seramik keras menawarkan potensi yang baik dalam industri automotif dan aeroangkasa. Kesukaran dalam pemesinan MMC dilihat sebagai salah satu masalah utama yang menghalang penggunaannya yang meluas dalam aplikasi kejuruteraan. Pemesinan MMC dilihat amat sukar kerana sifatnya yang sangat melelas dan penyerakan zarah bahan tetulang yang tidak sekata. Kajian ini bertujuan untuk mengkaji kebolehmesinan komposit matriks logam Al-Si/AlN yang baharu dibangunkan dengan menggunakan mata alat karbida tidak bersalut dan karbida bersalut PVD TiAlN di dalam keadaan kering tanpa bendalir pemotong. Prestasi kedua-dua jenis mata alat dikaji dalam proses kisar menggunakan mesin kisar menegak DMC635V. Parameter pemesinan yang lain, yang dikaji dalam ujikaji ini ialah; laju pemotongan (240-400 m/min), kadar suapan (0.3-0.5 mm/gigi), kedalaman pemotongan (0.3-0.5 mm) dan peratus bahan penguat AlN (10-20%). Kaedah Taguchi dengan susunan ortogon L18 (2134) digunakan dalam ujikaji ini. Perubahan pada benda kerja komposit Al-Si/AlN selepas pemesinan dikaji dari perspektif kekasaran permukaan dan kekerasan mikro. Hasil kajian mendapati laju pemotongan dan dalam pemotongan adalah faktor yang sangat signifikan kepada hayat mata alat. Didapati hayat mata alat maksimum adalah 70.7 minit, apabila menggunakan mata alat tidak bersalut dengan laju pemotongan 240 m/min, kadar suapan 0.3 mm/gigi, dalam pemotongan 0.3 mm, dan MMC yang mempunyai bahan penguat AlN 10%. Manakala bagi mendapatkan nilai kekasaran permukaan yang lebih rendah adalah dengan menggunakan mata alat tidak bersalut, laju pemotongan 400 m/min, kadar suapan 0.4 mm/gigi, dalam pemotongan 0.5 mm, dan MMC yang mempunyai bahan penguat AlN 15%. Tiada perubahan ketara pada kekerasan mikro, dan ubah bentuk plastik tidak kelihatan berdasarkan sampel yang dikaji. Melalui kaedah Taguchi, parameter pemotongan yang optimum bagi setiap ciri prestasi telah dicadangkan. Parameter pemotongan optimum juga diperolehi bagi mendapatkan kombinasi kesemua ciri prestasi dengan menggunakan kaedah analisis hubungan Grey (GRA). Melalui kaedah GRA, parameter pemotongan berikut disarankan; Mata alat jenis tidak bersalut, laju pemotongan 240 m/min, kadar suapan 0.4 mm/gigi, dalam pemotongan 0.3 mm dan 15% bahan tetulang AlN. Mekanisme haus yang didapati adalah haus lelasan dan pembentukan alur yang tidak sekata pada permukaan rusuk mata alat. Haus lekatan juga berlaku pada permukaan rusuk mata alat disebabkan oleh tekanan tinggi yang terjana di antaramuka mata alat-benda kerja komposit Al-Si/AlN. Pertambahan unsur oksigen pada kawasan BUE yang terdeposit pada permukaan sadak menunjukkan adanya permukaan teroksida. Oleh itu ikatan logam-oksida dan oksida-oksida mungkin terbentuk. Serpihan benda kerja komposit Al-Si/AlN adalah berbentuk bergerigi, semi-bulatan dan seterusnya terputus membentuk serpihan-serpihan kecil. Kajian ini diharap menjadi kajian yang memberi impak yang besar kepada pembangunan berterusan bahan yang baru dibangunkan ini, untuk menjadi yang terbaik di antara bahan MMC dengan kebolehmesinan yang lebih baik seterusnya dapat mengurangkan kos pemesinan.