کاربرد فرآیند اصطکاکی اغتشاشی در ساخت فوم‌های پایه آلومینیوم
کد مقاله : 1125-ICME (R1)
نویسندگان
ریحانه شفاعتی *1، بهنام داوودی2
1دانشجوی دکترای تخصصی مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید
2عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده مقاله
فرآیند اصطکاکی اغتشاشی در دهه اخیر به‌عنوان روشی نوآورانه برای تولید فوم‌های فلزی آلومینیومی با ساختار سلولی کنترل‌شده مطرح شده است. در این روش، با آلیاژسازی مکانیکی عامل فوم‌زا مانند تیتانیوم هیدرید به‌همراه ذرات پایدارکننده‌ای نظیر دی‌اکسید آلومینیوم، سیلیکون کاربید و نانولوله‌های کربنی، پیش‌ماده‌ای یکنواخت و پایدار ایجاد می‌شود. در این مقاله، تأثیر پارامترهای کلیدی فرآیند شامل سرعت چرخش ابزار، سرعت پیشروی و تعداد پاس بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که سرعت چرخش بهینه ۲۲۰۰–۲۵۰۰ دور بر دقیقه با دو پاس فرآیند، حداکثر تخلخل حدود ۷۵ درصد را در دمای ۹۹۸ کلوین فراهم می‌کند. همچنین کاهش سرعت پیشروی به بازه ۵۰–۸۰ میلی‌متر بر دقیقه موجب افزایش تخلخل تا حدود ۷۰ درصد و بهبود یکنواختی حفره‌ها می‌شود، در حالی‌که سرعت‌های بالاتر باعث افت تخلخل و بی‌نظمی ساختاری می‌گردد. افزایش تعداد پاس‌ها از ۲ به ۴ و ۸ نیز حداکثر تخلخل را به‌ترتیب از حدود ۲۰ درصد به ۳۵ درصد و نهایتاً به ۴۶–۵۰ درصد در دمای بهینه ۹۲۳ کلوین افزایش می‌دهد. نتایج گزارش شده نشان می‌دهد که فرآیند اصطکاکی اغتشاشی روشی کم‌هزینه، مقیاس‌پذیر و کارآمد برای تولید فوم‌های آلومینیومی با تخلخل بالا و خواص مکانیکی مطلوب است، هرچند بهینه‌سازی دقیق پارامترها همچنان چالش‌برانگیز باقی مانده است.
کلیدواژه ها
فرایند اصطکاکی اغتشاشی، فوم‌های فلزی آلومینیومی، عوامل فوم زا، دی‌اکسید آلومینیوم.
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی