Оптимізація розрахунку обертального моменту та осьового зусилля для свердління сплаву Al–16Si–15Pb, виготовленного методом напилення 

Анотація

Сплави Al–Si–Pb вважаються незмішуваними, тому їх синтез можливий методом осадження розпиленням. У даній роботі досліджено механічні властивості сплавів Al–Si–Pb шляхом варіювання масової частки Pb (x = 0, 10, 15 і 20%). За допомогою сканувальної електронної мікроскопії (SEM) та енергодисперсійного ренгеноспектрального аналізу (EDX) в мікроструктурі сплаву виявлені крупні сферичні частинки свинцю, що пов’язано з високою температурою плавлення. Крім того, через різні температури плавлення кремнію та свинцю Si-частинки були оточені Pb-частинками. Змочуваність між Si і Pb також була досить високою. Різні фази та зони в структурі аналізували методом рентгенівської дифракції (XRD). Найкращі механічні властивості мав сплав із вмістом Pb до 15% (мас.). Зображення його мікроструктури показали добре ущільнені частинки свинцю в проміжках алюмінію. Головною метою даного дослідження є оптимізація обертального моменту та осьового зусилля при свердлінні сплаву, який демонструє найбільш надійні механiчні властивості серед сплавів Al–16Si–xPb (x = 0, 10, 15, 20%). Операція свердління базується на експериментах із факторним дизайном, проведених відповідно до методології поверхні відклику (RSM) і бінарної моделі (BBM). Багатоцільову оптимізацію з використанням сукупності частинок (PSO) використано для отримання найкращої комбінації таких параметрів свердління, як частота обертання шпинделя, швидкість подавання та діаметр інструменту. Інтеграція RSM і PSO дозволила передбачити оптимізовані реакції. У підсумку, оптимізовані результати було застосовано експериментально та зіставлено з відносною похибкою.