Investigation of cutting force in end milling of Al/n-Tic/MoS2 sintered nano composite

Investigación de la fuerza de corte en el fresado final de nanocompuesto sinterizado Al/n-Tic/MoS2

En la industria, los nanocompuestos de matriz metálica se han impuesto por sus propiedades mecánicas. Sin embargo, los estudios han dado importancia a las partículas micro/macroscópicas. El objetivo principal del análisis de la investigación es comprender la influencia de los parámetros de mecanizado para la fuerza de corte (Fc) y la rugosidad superficial (Ra) en el fresado final de nanocomposites híbridos Al + 10 % n-Tic + 7,5 % MoS₂. Se adopta un proceso pulvimetalúrgico para preparar las muestras de nanocompuestos. El análisis microestructural del material nanocompuesto realizado mediante microscopio electrónico de barrido por emisión de campo (FESEM) confirma la distribución uniforme de la partícula reforzada. La experimentación se llevó a cabo mediante Diseño Compuesto Central (DCC), y la evaluación de la rugosidad superficial y la fuerza de corte se realizó mediante Metodología de Respuesta Superficial (RSM) y Algoritmo Genético (AG).

INTRODUCCIÓN

Los materiales compuestos de matriz metálica (MMC) son objeto de una intensa labor de investigación y desarrollo de gran alcance para muchas ramas industriales, en las que es esencial la disminución del peso de los elementos junto con la mejora de la resistencia, el módulo específico, la resistencia al desgaste y la estabilidad térmica [1-2]. El refuerzo de nanopartículas en materiales compuestos de matriz de aluminio (AMC) tiene un valor único en el campo de los materiales nanoestructurados. Las nanopartículas cerámicas se utilizan como refuerzo para aumentar las propiedades mecánicas. SiC, TiC, B4C y MgO, Al₂ O₃ se añaden como nanopartículas a los AMC. Entre estas nanopartículas cerámicas, el TiC se ha considerado muy popular por su baja densidad, buena resistencia al desgaste, soldabilidad, para aumentar la resistencia específica y el módulo con aluminio licuado [3].  Varios investigadores se han centrado en la fuerza de corte para comprender el efecto del mecanizado de los materiales compuestos de matriz de aluminio (AMC) [4-5]. La calidad de la superficie y la vida útil de la fresa se ven afectadas por la selección inadecuada de los parámetros de mecanizado, con enormes pérdidas económicas [6]. Por ello, durante el proceso de fabricación se examinó la importancia de los parámetros y de la herramienta mecanizada [7]. Durante el proceso de fresado se puede reducir la carga mecánica minimizando la fuerza de corte y el consumo de energía [8].

El presente trabajo se centra en la realización del experimento en una matriz metálica de aluminio Al + 10 %n-Tic + 7,5 % MoS₂ como material de la pieza de trabajo. Para las dos respuestas principales, se consideran parámetros como la velocidad del cabezal (N), el avance (F) y la profundidad de corte (Da) en una variación de tres niveles diferentes.