تولید کامپوزیت‌های پایه آلومینیومی از براده‌های بازیافتی به روش اکستروژن داغ

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

2 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.432303.1889
چکیده

حدود ۳۰ درصد از هزینه‌های تولید آلومینیوم صرف انرژی می‌شود، لذا بازیافت ضایعات آلومینیوم به‌خصوص در حالت جامد نقش به‌سزایی در کاهش مصرف انرژی و آلودگی زیست محیطی دارد. در این مقاله با حذف فرایند ذوب و ریخته‌گری و تنها با استفاده از فشردن سرد و سپس اکستروژن داغ پودر حاصل از براده‌های بازیافتی آلومینیوم 6061 و نانوپودرهای سرامیکی اکسیدهای آلومینیوم و تیتانیم، در دما و کاهش سطح مقطع مناسب کامپوزیت‌های پایه آلومینیومی مختلف تولید و تغییرات میکروساختاری و خواص مکانیکی قطعات تولید شده بررسی شدند. نتایج میکروساختاری نشان داد پودرهای سرامیکی بصورت یکنواخت در داخل پودرهای حاصل از براده آلومینیوم توزیع شده و خواص ماده تقریباً یکنواخت است و در تمامی نمونه‌های اکسترود شده، دانه‌ها در سطح خارجی قطعه نسبت به نواحی داخلی ساختار ریزتر و کشیده شده‌تری را داراست و ریزترین اندازه دانه در ساختار کامپوزیت با اکسید آلومینیوم مشاهده شد. بررسی خواص مکانیکی قطعات تولیدی نشان داد که نمونه آلومینیوم بازیافتی دارای سختی 122 ویکرز و استحکام نهایی ۴۳۳ مگاپاسکال می‌باشد که با توجه به سختی و استحکام نهایی نمونه اولیه آلومینیوم (132 ویکرز و 500 مگاپاسکال) خواص قابل قبول و تقریباً نزدیک به نمونه اصلی برای یک نمونه بازیافتی حالت جامد محسوب می‌شود و با افزودن پودر اکسید تیتانیوم به پودر براده‌ها سختی قطعه کامپوزیتی به حدود 110 ویکرز و استحکام نهایی به حدود 406 مگاپاسکال می‌رسد در حالی‌که اکسید آلومینیوم سختی و استحکام کامپوزیت را به ترتیب به ۱۳۳ ویکرز و ۵۰۷ مگاپاسکال می‌رساند.