0
02126246958

کامپوزیت های زمینه فلزی قسمت سوم (روش های تولید)

نویسنده :فاطمه حاجی محمدی

 

برای مطالعه روش تولید به روش مایع اینجا کلیک کرده و نیز می توانید برای مطالعه انواع و خواص و معرفی این دسته کامپوزیت ها روی لینک زیر کلیک کنید.

-لینک مطلب کامپوزیت های فلزی

 

روش های تولید کامپوزیت های زمینه فلزی:

 

روش های تولید این گروه از کامپوزیت ها شامل دو دسته الف) فرآیند های مایع یا نیمه جامد و ب) فرایندهاي حالت جامد تقسیم می شوند.که دسته دوم به دلیل کمتر بودن دما احتمال انجام واکنش هاي نامطلوب کمتر است.

 

۱-روش های نیمه جامد:

 

وقتی فلز در حالت نیمه جامد قرار میگیرد دندریت ها رشد می کنند. سپس در حین چرخش دوغاب کامپوزیتی، بازوهـاي دندریتی شکسته و لبه گرد می شوند و به صورت کره در می آیند و ساختار گلبولی می گیریم. روش نیمه وجامد شامل رخنه دهی (رخنه دهی خودبخودي (بدون اعمال نیرو)، رخنه دهی تحت اعمال فشار مکانیکی (ریخته گري کوبشی) ، رخنه دهی تحت فشار گاز و رخنه دهی تحت خلا)

 

مزایای روش های نیمه جامد:

 

  • گرماي موجود در خمیر نیمه جامد آلیاژ کمتر از مذاب آن است و سرعت تولید بـالا مـی رود و فرسـایش قالـب کمتر میشود.
  • انقباض خمیرنیمه جامد (حاوي گلبول ها) کمتر از مذاب است و تغذیه کمتري می خواهد.
  • گازهاي به تله افتاده در خمیر نیمه جامد کمتر از حالت مذاب اسـت و مـذاب هـواي بیشـتري را بـه داخـل قالـب می کشد و فرسایش قالب را بیشتر میکند.
  • حالت نیمه جامد سیلان بهتري دارد و قطعات پیچیده تري را می توان تولید کـرد چـون گلبـول هـا مثـل بلبرینـگ عمل کرده و روي هم به راحتی می لغزند.

انواع روش های نیمه جامد:

روش نیمه وجامد شامل

الف) رخنه دهی (رخنه دهی خودبخودي (بدون اعمال نیرو)، رخنه دهی تحت اعمال فشار مکانیکی (ریخته گري کوبشی) ، رخنه دهی تحت فشار گاز و رخنه دهی تحت خلا)

ب) روش هاي پاشش یا اسپري

ج) روش درجا

می باشد.

 

الف) روش رخنه دهی:

 

در این تکنیکرها، نفوذ آلیاژ مذاب در یک پـیش سـاخته (پریفُرم) تهیـه شـده از الیـاف، ویسـکرها یـا ذرات یـا پودرهاي متراکم شده با استفاده از تکنیک هاي مختلف مانند ریختـه گـري تحـت فشـار دایکسـت، ریختـه گـري کوبشی، ریخته گري گریز از مرکزو … اتفاق می افتد.

 بدین ترتیب در این روش، معمولاً از فشار خارجی (یعنی فشار هیدرولیکی یا گازي) براي نفوذ مذاب بـه داخـل یک قطعه پیش ساخته استفاده می شود.

 در بعضی موارد، از پیش ساخته خلأ شده استفاده نموده و با کمک فشـار اتمسفر، مذاب را به داخل این پیش ساخته هدایت می کننـد .

بـدیهی اسـت کـه حـداکثر فشـار قابـل دسـتیابی در تکنیک رخنه دهی به کمک خلأ کم است (۱ اتمسفر). حداکثرفشار در نفوذ گاز به دلیـل ملاحظـات ایمنـی در حدود MPa 17-15 است. اما با استفاده از پرس هاي هیدرولیکی می تـوان از فشـارهاي نسـبتاً بـالاي آن هـا (۲۰۰ مگاپاسکال یا بیشتردر ریخته گري کوبشی) بهره برد. بنابراین اصول این روش شامل تولید پیشساخته اي (پیش شکل) از ماده تقویت کننده و رخنه دادن فلـز بـه درون خلل و فرج آن است. تولید پیش ساخته به دو روش۱) فشاري و۲) مکشی انجام می پـذیرد و در هـر دو روش دوغابی از ماده تقویت کننده و آب ساخته می شود.

 

ب) روش هاي پاشش یا اسپري:

 

چندین روش پاشش از قبیل پاشش حرارتی، پاشش پلاسما و پاشش همزمان رسوب وجود دارد که براي ساخت MMCها استفاده شده اند.

از روش هاي پاشش حرارتی و پاشش پلاسما معمولاً براي پوشش دادن یا ترمیم اجـزا اسـتفاده مـی شـود، امـا از پاشش همزمان می توان براي دو هدف تولید و پوشش استفاده کرد. همچنین در روش هـاي پاشـش حرارتـی و پاشش پلاسما، ماده زمینه باید به صورت سیم یا پودر باشد؛ در حالی که در پاشش همزمان، از آلیـاژ بالـک بـراي اسپري (پاشش) استفاده می شود.

بدین ترتیـب پاشـش همزمـان یکـی از زیرمجموعـه هـاي روش شـکل دادن قطعـات بـا اسـتفاده از پاشـش اسـت که در آن، فـاز تقویـت کننـده (ذرات، الیـاف کوتـاه و یـا ویسـکرها) از طریق یک نازل به داخل ریزقطرات فلزي تزریق می شود و همراه با آنها رسوب می کند.

 ذرات سرامیکی می توانند در حین پرواز به ریزقطرات فلزي چسبیده و به داخل آنها نفوذ کنند. از این روش هـم براي تولید قطعات بالک کامپوزیتی (به شکل نوار، استوانه یا لوله) و هم پوشش هاي کامپوزیتی استفاده می شود.

 

ج) روش درجا:

 

در این روش ها، فاز تقویت کننده می تواند در داخل فاز زمینه به وسیله یکی از دو فرایند زیر شکل بگیرد:

۱) فرایند غیرواکنشی: انجماد جهت دار آلیاژ که باعث ایجـاد کامپوزیـت لایـه اي یـا تشـکیل فـاز ثانویـه بـه شـکل الیـاف (کامپوزیت میله اي) میشود.

۲) فرایند واکنشی: به وسیله واکنش  هاي شیمیایی که میتواند باعث ایجاد ذرات خیلی ریز در آلیاژ زمینه شود.

 

۲) فرآیند های جامد:

 

این فرآیند شامل روش های

  • متالورژي پودر و آلیاژسازي مکانیکی
  • اتصال نفوذي
  • روش درجا

می باشد.

 

مزایای فرآیند های جامد:

 

مزایاي این فرایندها:

 ۱) کمتر بودن دما و احتمال کمتر براي انجام واکنش هاي نامطلوب و مخرب

۲) تولید کامپوزیت در دماي پایین و عدم نیاز به تجهیزات ذوب، ریخته گري و انجماد

۳) توزیع بهتر فاز دوم و امکان کنترل توزیع تقویت کننده و بدست آوردن زمینه اي با ریزساختار یکنواخت

 

ارسال دیدگاه