تف جوشی پلاسمای جرقه ای (sps) پودر آلیاژ آلومینیوم 3000 و 5000 تهیه شده از بازیافت قوطی های مستعمل نوشیدنی

مقدمه: در تحقیق حاضر، قطعات بالک آلومینیم با روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای پودر آلیاژهای آلومینیوم 3004 و 5182 که یکی از روش های نوین متالورژی پودر برای تولید قطعات فلزی است، تولید شدند. پودر آلیاژ آلومینیوم از طریق بازیافت قوطی های آلومینیومی مستعمل نوشیدنی که متشکل از آلیاژ 5182 برای قسمت سر و 3004 برای قسمت بدنه قوطی هستند؛ با استفاده از دستگاه آسیای گلوله ای سیاره ای حاصل شده بود.روش : پودرهای آلیاژ 5182 و آلیاژ 3004 تحت شرایط؛ به ترتیب در دمای 530 و 570 درجه سانتی گراد، با نرخ گرمایش 20 درجه سانتی گراد بر دقیقه، تحت خلا به مدت‌زمان 30 دقیقه و فشار اعمالی تک‌محوره تا حداکثر 35 مگا پاسکال در قالب گرافیتی با قطر 25 میلی متر، هر کدام بطور جداگانه به روش پلاسمای جرقه ای تف جوشی شدند. محصول تف جوشی، قطعات قرصی شکل با قطر 25 میلی متر و ضخامت 17 میلی متر بودند. ابتدا چگالی هر قرص به روش ارشمیدس تعیین شد. سپس برای بررسی استحکام کششی از هر کدام از آلیاژهای ساخته شده، بترتیب ازنواحی بالا، وسط و پائین سطح مقطع هر قرص سه نمونه استخراج شد. ریزساختار بررسی و خواص مکانیکی نظیر استحکام کششی و سختی تعیین گردید.یافته ها: چگالی نمونه 5182 و 3004 به ترتیب 2.61 و g/cm3 2.71 به دست آمده، همچنین میانگین سختی برای نمونه 5182 و نمونه 3004 به ترتیب، 11±109 و hv8±231 و میانگین استحکام کششی برای این دو آلیاژ بترتیب 7±194 و mpa17±243 اندازه گ یری شده است. تف جوشی هر دو آلیاژ با مکانیزم تف جوشی فاز مایع فراجامد تحت فشار انجام شده است. مطالعات ریزساختاری و شکست نگاری حاکی از پیدایش ساختار گرادیانی است، بطوریکه در ناحیه پائینی هر دو نمونه ساختار متراکم تری بدلیل تجمع فاز مایع بوجود آمده است. ضمنا فازهای ناپایدار در ریزساختار آلیاژ تف جوشی شده ی 3004 ریزتر از آلیاژ 5182 است که بدلیل متراکم بودن بیشتر آن آلیاژ است. نتیجه گیری: با توجه به ریزساختار و موفولوژی شکست می توان نتیجه گرفت که قابلیت تف جوشی آلیاژ 3004 بهتر از آلیاژ 5182 است و هم چنین خواص فیزیکی و مکانیکی بهتری دارد. ضمنا گرادیان بوجود آمده در فرآیند تف جوشی قوس پلاسما از اهمیت به سزایی برخوردار است، که این رخداد به ویژه در آلیاژ 5182 بوضوح قابل ردیابی و تعقیب است.

spark plasma sintering of aluminum 3000 and 5000 alloys powder obtained from recycling of used beverage cans (ubcs)

introduction: in this research, aluminum bulk pieces were produced by spark plasma sintering of 3004 and 5182 alloys powder. aluminum alloy powder was previously produced in a planetary ball milling machine by mechanical milling of ubcs, which consist of al 5182 for the lid and al 3004 for the body.methods: sintering was done at 530 °c for 5182 alloy powders and 570 °c for 3004, (with heating rate of 20 °c/min), in vacuum atmosphere for 30 min under pressure of up to 35 mpa in graphite die. the density of produced cylindrical samples (φ=25 and h=17 mm in size) was determined by archimedes principle. tensile strength was obtained through three extracted tensile samples from top, center, and bottom of each sintered part. microstructure of metallographic sections revealed, then hardness measurements were conducted on them.findings: the density of sintered al 3004 and 5182 was 2.71 and 2.61 g/cm3, respectively, and the average hardness was 231±8 and 109±11 vickers, correspondingly., the average tensile strength of the sintered alloys obtained equal 243±17 and 194±7 mpa, respectively. fracture morphology indicates a microstructural gradient, which can be in consequence of liquid phase settling, especially in 5182 aluminum alloy. al 3004 also shows suitable sinter ability and the size of distributed metastable in it is fine.