تولید کامپوزیت‌های پایه آلومینیومی از براده‌های بازیافتی به روش اکستروژن داغ

حدود 30 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 433 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 133 ویکرز و 507 مگاپاسکال می‌رساند.

production of aluminum-based composites from recycled chips by hot extrusion processing

about 30% of aluminum production costs are spent on energy, so recycling aluminum, especially in solid form, plays a significant role in reducing energy consumption and environmental pollution. in this paper, different aluminum-based composites were produced by removing the melting and casting process and using only cold pressing and then hot extrusion of the powder obtained from recycled aluminum 6061 chips and ceramic nanopowders of aluminum and titanium oxides at the appropriate temperature and reduction then changes of microstructural and mechanical properties of the produced parts were investigated. the microstructural results showed that ceramic powders are uniformly distributed inside the aluminum chip powders and the material properties are almost uniform and the grains on the outer surface of the part have a finer and more stretched structure than the inner regions and the smallest grain size was observed in the composite structure with aluminum oxide. evaluation of the mechanical properties of the samples indicated that the recycled aluminum sample has a hardness of 122 vickers and an ultimate strength of 433 mpa, which according to the hardness and ultimate strength of the original aluminum sample (132 vickers and 500 mpa), the properties are acceptable and almost close to the original sample for a recycled sample, and by adding titanium oxide to the chips powder, the hardness of composite sample increased to 110 vickers, and the final strength reached about 406 mpa, while aluminum oxide increased both the hardness and strength of the composite to 133 vickers and 507 mpa, respectively.