بررسی ریزساختار و سختی تیوب بدون درز آلومینیمی بازیافت شده با استفاده از فرایند فشرده سازی اصطکاکی اغتشاشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه ساخت و تولید، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در این تحقیق، از فرایند فشرده سازی برشی دو مرحله ای برای بازیافت براده های ماشینکاری آلومینیم و تبدیل مستقیم آنها به تیوب بدون درز استفاده شد. این فرایند در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول، براده های ماشینکاری درون یک محفظه استوانه ای ریخته می شود، سپس یک ابزار چرخان با سرعت دورانی مشخص که محور آن با محور محفظه در یک راستا قرار دارد به حرکت در آمده و بر روی براده ها قرار می گیرد. در این شرایط دمای درون محفظه به دلیل اصطکاک به وجود آمده بالا رفته و حرکت تا تبدیل براده ها به یک قطعه کامل ادامه می یابد. در مرحله دوم، از یک ابزار چرخان با هندسه متفاوت و ابعاد کوچکتر نسبت به مرحله اول استفاده می شود. در این مرحله، ابزار با سرعت دورانی و خطی از پیش تعیین شده بر روی قطعه ایجاد شده در مرحله اول قرار می گیرد و منجر به اکسترود غیرمستقیم آلومینیم از کناره های ابزار به سمت بالا شده و تیوب بدون درز تولید می شود. به منظور بررسی ریزساختار حاصله و سختی مناطق مختلف به ترتیب از میکروسکوپ نوری و سختی سنج ویکرز استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که تیوب های تولید شده با این روش بدون عیب بوده و ریزساختار حاصل از تبلور مجدد در آنها ایجاد شده است. همچنین نتایج حاصل از آزمون سختی نشان داد که مقدار سختی متوسط در زیر و دیواره نمونه ها در مقایسه با آلومینیم اولیه به ترتیب 20% و 27% کاهش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of microstructure and hardness of recycled aluminum seamless tube using friction stir consolidation

نویسندگان [English]

  • Reza َAbdi Behnagh 1
  • Rasoul Jabarshayan 2
1 Department of Manufacturing Engineering, Urmia University of Technology
2 Department fo Manufacturing Engineering, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
چکیده [English]

In this study, a double-step friction stir consolidation process was used to recycle aluminum machining chips and convert them directly into seamless tubes. This process was done in two steps. At the first step, the machining chips are poured into a cylindrical chamber, then a rotating tool with a certain rotational speed and feed rate whose axis is in line with the chamber axis is moved and placed into the chips. Due to the creation of frictional heating, the temperature inside the chamber rises and the movement continues until all the chips are compressed and merged to form a cylindrical bulk material. At the second step, a rotating tool with different geometry and smaller dimensions is used than in the first step. The tool is placed on the created part in the first step with a predetermined rotational and linear speed, leading to indirect extrusion of aluminum from the sides of the tool upwards and producing a seamless tube. In order to study the resulting microstructure and hardness of different regions in the produced tubes, an optical microscope and Vickers hardness tester were used, respectively. The results of this study showed that the tubes produced by this method are without defects and the microstructure resulting from recrystallization has been created in them. Also, the results of the hardness test showed that the average hardness at the bottom and walls of the samples decreased by 20% and 27%, respectively, compared to the as-received aluminum.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aluminum
  • Seamless tube
  • Recycling
  • Machining chip
  • Friction stir consolidation