مطالعه تجربی فرایند ترکیبی اکستروژن پیچشی و مستقیم بر خواص مکانیکی و الکتریکی مس خالص تجاری

در این تحقیق مس خالص تجاری در معرض یک فرآیند شکل‌دهی ترکیبی قرار گرفته است. برای این منظور از یک قالب اکستروژن پیچشی با کانال خروجی تنگ‌شونده استفاده شده است. سیستم‌های لغزشی متفاوتی از نوع برشی به دلیل اعمال کرنش‌های شعاعی و طولی در نمونه فعال می‌شود و خواص آن را تحت تاثیر قرار می دهد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که ریز ساختار فلز مس با عبور از قالب اکستروژن پیچشی دگرگون شده و اندازه دانه به شدت کاهش می‌یابد. ساختار دانه بندی ماده با عبور از کانال خروجی و اعمال اکستروژن مستقیم روی آن همگن‌تر می‌شود و روند کاهش اندازه‌های دانه ادامه پیدا می‌کند. با اعمال فرآیند اکستروژن پیچشی بر روی مس، استحکام تسلیم فشاری آن از 115 به 167 مگاپاسکال و مقدار میانگین سختی از 80 به 127 ویکرز افزایش می‌یابد. این مقادیر با اعمال فرآیند اکستروژن مستقیم به 192 مگاپاسکال و 140 ویکرز رسیده است. همچنین نتایج نشان می‌دهد با اعمال فرآیند ترکیبی اکستروژن پیچشی و مستقیم بر روی فلز مس، مقدار مقاومت الکتریکی سطحی آن نسبت به نمونة اولیه حدود 7 درصد افزایش یافته است.

Experimental Study on Combined Twist and Direct Extrusion on the Mechanical and Electrical Properties of Commercial Pure Copper

In this study, commercial pure copper was subjected to a combined forming process. For this purpose, a twist extrusion die with an outlet channel narrowed was used. In this technique, by applying radial and longitudinal strains, different shear sliding systems were activated which leads to a change in mechanical and physical properties of the sample. The results showed that the microstructure of the sample was changed via passing through the twist extrusion die and a very fine gain size was obtained.The grain size was further decreased by passing through the outlet channel and applying direct extrusion, and more homogeneous grains were achieved. The compressive yielding strength was increased from 115 to 167 MPa and the average hardness value was raised from 80 to 127 Vickers by applying the twist extrusion process to the copper. After applying the direct extrusion process to the sample, these values reached 192 MPa and 140 Vickers, respectively. The results also showed that by applying twist and direct extrusion to the copper, its surface electrical resistance increased about 7 %, compared with the reference sample.