Publication:
Cutting performance and wear of ZTA-TiO2-Cr03 mixed ceramic cutting tools when turning stainless steel 316L

dc.contributor.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#en_US
dc.contributor.authorRaqibah Najwa Mudzaffaren_US
dc.contributor.supervisorAfifah Mohd. Ali, Ph.Den_US
dc.contributor.supervisorHanisah Manshor, Ph.Den_US
dc.date.accessioned2024-10-08T03:18:55Z
dc.date.available2024-10-08T03:18:55Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractThe ZTA-TiO2-Cr2O3 ceramic cutting tool is a new cutting tool that possesses good hardness and fracture toughness. However, the performance of the ZTA-TiO2-Cr2O3 cutting tool is still unknown and needs further study. In this research, the cutting performance and wear of the ZTA-TiO2-Cr2O3 mixed ceramic cutting tools in turning stainless steel 316L are investigated. The tool wears of the ZTA-TiO2-Cr2O3 cutting tool and the surface roughness of the machined surface of stainless steel 316L are investigated, and the empirical model for predicting the tool wear was generated. Finally, the comparison of the ZTA-TiO2-Cr2O3 and Sandvik ceramic cutting tool is investigated. Preliminary experiments are conducted to set the range of machining where the spindle speeds are in the range of 1000 to 1450 rpm, feed rate from 0.1 to 0.15 mm/rev, and depth of cut of 0.2 mm. Measurements of wear were considered in the analysis before the final parameters were designed for machining. In the design of the experiment, the parameters used for the spindle speed are in the range of 907 to 1543 rpm, feed rate from 0.08 to 0.22 mm/rev, and depth of cut of 0.2 mm. Bridgeport ROMI PowerPath CNC lathe machine is utilized to conduct the turning operation for the experiment. Analysis of the flank wear and crater wear were performed by using an optical microscope (NIKON MM-4001L), while the chipping area was observed by scanning electron microscopy, SEM (JEOL JSM-IT100). The surface roughness of the machined surface is measured via portable surface roughness (Mahr MarSurf M3000C). In the preliminary experiment, the flank wear, crater wear, and surface roughness are decreasing when the spindle speed increased from 1000 to 1450 rpm and the feed rate increased from 0.10 to 0.15 mm/rev. The results obtained from the actual experiment are analyzed by using Design Expert 11 software. It is found that the spindle speed is a significant factor that affects the flank wear and the surface roughness of the machined surface, while the crater wear is more affected by the feed rate of the machining parameters. The optimum cutting parameters are when the spindle speed of 1421.38 rpm, and the feed rate of 0.10 mm/rev. It shows that the cutting tool has good potential in high-speed machining. The comparison between the cutting tool produced in this research and the commercial cutting tool shows that the wear performance of the ZTA-TiO2-Cr2O3 ceramic cutting tool is lower than the Sandvik commercial ceramic cutting tool. Even though the commercial cutting tool has superior properties, the fabricated ceramic cutting tool shows some promising aspects such as cutting at a higher speed.en_US
dc.description.abstractarabicأداة قطع السراميك ZTA-TiO2-Cr2O3 هي أداة قطع جديدة تمتلك صلابة جيّدة وصلابة الكسر. ومع ذلك، لا يزال أداء أداة قطع ZTA-TiO2-Cr2O3 مجهولا ويحتاج إلى المزيد من الدراسة. وفي هذا البحث، يجري التحقيق في أداء القطع وارتداء أدوات قطع السيراميك المختلطة ZTA-TiO2-Cr2O3 في تحويل 316L الفولاذ التي لا تصدأ. ويتم التحقيق في الأداة الخاصة بأداة القطع ZTA-TiO2-Cr2O3 وخشونة سطح 316L الفولاذية التي لا تصدأ ، وتم توليد النموذج التجريبي للتنبؤ بارتداء الأداة. وأخيرا، تعرض المقارنة بين أداة قطع ZTA-TiO2-Cr2O3 و أداة قطع الخزف الرملي. التجارب الأوّلية تجرى في وضع نطاق الآلة حيث تتراوح سرعان الاندفاع بين 1000 إلى 1450 rpm، معدل التغذية من 0.1 إلى 0.15 مم/إنش ، وعمق القطع من 0.2 مم. تم النظر في قياسات البلى في التحليل قبل البارامترات النهائية المصممة للماكينات. في تصميم التجربة ، تكون البارامترات المستخدمة لسرعة الاندفاع في حدود 907 إلى 1543 rpm، ومعدل التغذية من 0.08 إلى 0.22 ملم/إنش، وعمق القطع 0.2 ملم. وتستخدم آلة بريدجبورت ROMI PowerPath CNC لإجراء عملية تحويل التجربة. وقد أجري تحليل لبس الجناح وارتداء الحفرة باستخدام المجهر البصري (NIKON MM-4001L)، في حين لوحظت منطقة القص بواسطة مسح المجهر الإلكتروني ، SEM (JEOL JSM-IT100). ويقاس خشونة السطح الماكنة من خلال خشونة السطح المحمولة (Mahr MarSurf M3000C). وفي التجبرية الأوّلية، حصلت على أنّ مقدار ارتداء الجناح وارتداء الحفرة والخشونة السطحية يقلل حينما زادت سرعة الدوران من 1000 إلى 1450 rpm وزاد معدل التغذية من 0.10 إلى 0.15 mm/rev. والنتائج استقرت من التجربة الحقيقية يتم تحليلها باستخدام برمجيات خبير التصميم 11. ووجد أن سرعة الدوران هي عامل هام يؤثر على ارتداء الجناح وخشونة سطح السطح الماكيني ، في حين أن ارتداء الحفرة يتأثر أكثر بمعدل تغذية بارامترات الماكينات. وبارامترات القطع المثلى هي عندما تكون سرعة الاندفاع 1421.38 rpm ، ومعدل التغذية 0.10 ملم/rev. وهو يعرض بأن أداة القطع لها إمكانات جيدة في استخدام الآلات العالية السرعة. وتبين المقارنة بين أداة القطع التي تم إنتاجها في هذا البحث وأداة القطع التجارية أن أداء أداة القطع السيراميكية ZTA-TiO2-Cr2O3 أقل من أداة قطع السيراميك التجارية في ساندفيك. وعلى الرغم من أن أداة القطع التجارية لها خصائص متفوّقة، إلّا أنّ أداة مصنعة لقطع السراميك تظهر بعض الجوانب الواعدة مثل القدرة على القطع بسرعة أعلى.en_US
dc.description.callnumbert TJ 1186 R221C 2021en_US
dc.description.identifierThesis : Cutting performance and wear of ZTA-TiO2-Cr03 mixed ceramic cutting tools when turning stainless steel 316L / by Raqibah Najwa binti Mudzaffaren_US
dc.description.identityt11100484935RaqibahNajwaBintiMudzaffaren_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.notesThesis (MSMFG)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxix, 115 leaves : color illustrations ; 30cm.en_US
dc.description.programmeMaster of Science (Manufacturing Engineering)en_US
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7166
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshMetal cutting tools -- Testingen_US
dc.subject.lcshCeramic materials -- Machiningen_US
dc.titleCutting performance and wear of ZTA-TiO2-Cr03 mixed ceramic cutting tools when turning stainless steel 316Len_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dspace.entity.typePublication

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
t11100484935RaqibahNajwaBintiMudzaffar_24.pdf
Size:
3.38 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
24 pages file
Loading...
Thumbnail Image
Name:
t11100484935RaqibahNajwaBintiMudzaffar_SEC.pdf
Size:
18.62 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text secured file

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Plain Text
Description:

Collections