Wear Resistance Performance Of Zirconia Toughened Alumina (ZTA) Cutting Tool Added With MgO and CeO2 - Ali, Afifah Mohd. (2016)
Prestasi rintangan haus alumina diperkuat zirkonia (ZTA) dengan bahan tambah MgO dan CeO2 diselidik. Komposisi optimum bahan tambahan telah digunakan dalam alumina / zirkonia terstabil yttria (YSZ). Tiga jenis komposisi adalah ZTA + 0.7 wt.% MgO (ZMM, partikel mikro), ZTA + 1.1 wt.% MgO (ZMN, partikel nano) dan ZTA + 0.7 wt.% MgO (partikel zarah) + 5.0 wt.% CeO2 (ZNC). Komposisi-komposisi ini dicampur, ditekan dalam satu arah ke dalam acuan berbentuk mata pemotong rombus 80º dengan 0.8 mm jejari muncung dan disinter pada suhu 1600 ºC selama 4 jam dibawah keadaan tanpa tekanan. Analisa pemotongan dilakukan ke atas rod keluli tahan karat kormesial 316L dengan diameter 50 mm sebagai bahan kerja. Bahan kerja ini telah dipotong pada 1500, 1750 dan 2000 rpm. Kadar suapan dibezakan pada 0.1, 0.3 dan 0.5 mm/putaran manakala kedalaman potongan dikekalkan pada 0.2 mm. Faktor - faktor yang memberi kesan kepada prestasi alat memotong ZTA iaitu parameter pemesinan, serpihan pemotongan dan transformasi fasa yang disebabkan oleh proses pemesinan telah dikaji. Rintangan haus dan kekasaran permukaan bahan kerja diukur. Empat jenis kelakuan rintangan haus dapat dilihat iaitu haus rusuk, haus kawah, haus hidung dan sumbing. Kelajuan putaran dan kenaikan kadar suapan menyebabkan semua jenis haus meningkat terutamanya haus rusuk dan haus hidung. Haus kawah sangat dipengaruhi oleh pembentukan serpihan semasa proses pemotongan. Pembentukan serpihan sebaliknya sangat dipengaruhi oleh kenaikan kadar suapan kerana beban berlebihan pada mata pemotong. Kebanyakan sumbing diperhatikan apabila kadar suapan berada pada 0.5 mm/putaran. Kekasaran permukaan sebaliknya menurun dengan kenaikan kelajuan putaran dan meningkat dengan kenaikan kadar suapan. ZMM sangat terkesan dengan haus rusuk dan haus kawah kerana kekerasannya yang rendah. ZMN sebaliknya terkesan oleh serpihan di mana luas sumbing alat pemotong ZMN adalah lebih besar berbanding dengan ZMM dan ZNC. Selain itu, ZNC memberikan nilai tertinggi haus hidung. Mata pemotong ZMM memberikan nilai kekasaran permukaan yang terbaik dengan kekasaran paling rendah di mana-mana parameter manakala ZMN memberikan nilai kekasaran permukaan yang paling tinggi. Panjang dan bentuk serpihan juga memberi kesan kepada kemajuan haus kawah. Serpihan yang panjang menyebabkan haus kawah menjadi teruk. Serpihan berbentuk tiub panjang yang paling teruk menjejaskan alat memotong seramik. Ini dapat dilihat daripada corak haus kawah di mana kawasan haus kawah tertinggi dapat diperhatikan apabila serpihan berbentuk tiub panjang terhasil semasa proses pemesinan. Disebabkan transformasi fasa dalam alat pemotongan berlaku semasa proses pemesinan, kekerasan meningkat manakala keliatan patah menurun bagi semua jenis alat memotong (ZMM, ZMN dan ZNC). ZMM menunjukkan kadar tertinggi kenaikan kekerasan (22.0%) dan susutan keliatan patah (21.1%) diikuti oleh ZNC dengan masing-masing 11.8% dan 9.4%. ZMN mempunyai kenaikan terkecil kekerasan sebanyak 2.6% dan pengurangan keliatan patah sebanyak 8.4%. Kesimpulannya, ZMN menunjukkan prestasi yang terbaik sebagai alat memotong berbanding ZMM dan ZNC.