20842

۲۰۸۴۲

تاثير كرنش بر فرايند تيكسوفورج آلومينيوم

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

95-96

۱۳۹۸/۱/۳۱

دكتر محمد صديقي

مكانيك

فرايند شكل‌دهي نيمه‌جامد، فناوري نسبتا جديدي محسوب مي‌شود، كه براي شكل‌دهي فلزات در حالت نيمه‌جامد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين دسته از فرايندها با روش‌هاي معمول توليد، كه فلز كاملا در حالت جامد يا مذاب بوده، متفاوت است. تفاوت اصلي فرايند شكل‌دهي نيمه‌جامد با ريخته‌گري، ايجاد ساختار غيردندريتي در مخلوط نيمه‌جامد است. فرايند تيكسوفورج پودري يكي از روش‌هاي شكل‌دهي نيمه‌جامد به حساب مي‌آيد كه در آن پارامترهاي مختلفي از جمله فشار پرس سرد، زمان گرمايش، دماي تيكسوفورج، زمان آسياكاري گلوله‌اي، دماي پيش‌گرم تا منطقه نيمه‌جامد و فشار تيكسوفورج موثر هستند. تغيير در اين پارامترها، باعث تغيير در ساختار شده كه بهينه‌سازي اين پارامترها به منظور دست‌يابي به ماده‌اي با ريزساختار مناسب و خواص مكانيكي مناسب الزاميست. در پايان‌نامه پيش رو، نمونه (V) شكل، با استفاده از روش تيكسوفورج پودري توليد شد. براي ساخت نمونه (V) شكل از آلياژ آلومينيم 520 استفاده شد، هم‌چنين براي اولين بار از روش تيكسوفورج پودري (پودر بازيافت شده از براده‌هاي فرزكاري با روش آسياكاري مكانيكي) براي ساخت نمونه (V) شكل با ابعاد بزرگ و سالم استفاده شد. نتايج نشان داد، كه فشار پرس سرد، زمان گرمايش، دماي تيكسوفورج و زمان آسياكاري گلوله‌اي بر روي ساختار نمونه در فرايند تيكسوفورج پودري تاثيرگذار است. اثر دماي تيكسوفورج و زمان آسياكاري گلوله‌اي بر روي ريزساختار و سختي نمونه تيكسوفورج پودري مورد بررسي قرار گرفت. مقادير مناسب فشار پرس سرد MPa600، زمان گرمايش h3، دماي تيكسوفورج c°605 و زمان آسياكاري گلوله‌اي h35 براي دست‌يابي به نمونه با ريزساختار يكنواخت، سختي بالا و توزيع مناسب ذرات كروي به دست آمد. با بررسي ريزساختار نمونه‌ها در دماهاي C°580، C°595 و C°600 مشخص شد، كه دما بر روي كسر حجمي جامد تاثيرگذار بوده است. هم‌چنين با افزايش زمان آسياكاري گلوله‌اي به دليل ريز شدن اندازه ذرات پودر، سختي افزايش يافته است. در نهايت شبيه‌سازي فرآيند با نرم‌افزار ديفرم انجام شد و مقايسه نتايج با سختي نشان داد، كه كرنش بر روي سختي موثر است. در نمونه تيكسوفورج پودري با افزايش كرنش از لبه تا مركز نمونه، سختي نيز افزايش پيدا كرده است.

1398/04/18

Strain Impact on The Tixoforging Process of Aluminum

4/19/2020 12:00:00 AM

Semi solid processing is a relatively new technology that is used for metal forming in semi solid state. This process is different from conventional metal forming technologies in which solid or liquid metals are used as starting materials. The main difference between the semisolid processing and casting is the formation of non-dendritic structure in the semisolid mixture. Powder Tixoforging is one of the semisolid forming methods. In this process, various parameters, such as cold pressing pressures, heating time, ball-milling time, preheating temperature to the semisolid region, and tixoforging pressure affect the end result. Any change in these parameters may alter the structure. Therefore optimizing these parameters is necessary to achieve a material with the microstructure and suitable mechanical properties. In the present work, a (V) shaped sample was produced by the powder thixoforging method. The aluminum alloy 520 was used to make the (V) shaped sample. Also, for the first time, a powder thixoforging method was used to make a large dimensional (V) shaped and healthy sample (recycled powderfrom milling chips by mechanical grinding method). The results showed that the cold pressing pressures, heating time, thixoforging temperature and ball-milling time affect the structure of the samples in the powder thixoforging process. The impact of temperature and time of ball milling on the microstructure and the hardness of the powder thixoforged sample was studied. The optimum values of the parameters of powder cold pressing pressures (600MPa), heating time (3h), tixoforging temperature (605 °C), and ball-milling time (35h) were obtained to achieve a uniform microstructure and high hardness specimen, and a suitable distribution of spherical particles. By studying the microstructure of the samples at temperatures of 580 °C, 595 °C and 605 °C it was found that the temperature affects the solid fraction. Hardness is increased by increasing the ball-milling time due to decrease in particle sizes. Finally, the simulation of the process was done by Deform-3D software. Comparing the simulation results with hardness showed that the strain had an effect on the hardness. increasing the strain from the edge to the center of the powder thixoforged sample resulted in the increase of the hardness.