تولید قطعات توپر آلومینیومی از براده‌های ماشین‌کاری با استفاده از فرآیند فشرده‌سازی برشی

در مطالعه حاضر، از فرآیند فشرده‌سازی برشی برای بازیافت براده‌های ماشین‌کاری آلومینیوم و تبدیل مستقیم آنها به قطعات توپر استفاده شد. در این فرآیند، براده‌های حاصل از ماشین‌کاری ابتدا درون یک محفظه استوانه‌ای ریخته می‌شود، 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 براده‌ها قرار می‌گیرد. در این شرایط دمای درون محفظه به‌دلیل اصطکاک به‌وجودآمده بالا می‌رود و حرکت تا تبدیل همه براده‌ها به یک قطعه کامل ادامه می‌یابد. پس از تولید نمونه‌ها خواصی نظیر چگالی، وجود تخلخل، ریزساختار، سختی و سایش برای قطعات بازیافت‌شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که امکان تبدیل براده‌های ماشین‌کاری آلومینیوم به یک قطعه کاملاً توپر و بدون تخلخل با چگالی حدود 67/2گرم بر سانتی‌متر مکعب و با سختی بیش از نصف سختی فلز پایه، از طریق فرآیند فشرده‌سازی برشی امکان‌پذیر است. از طرفی به‌دلیل میزان حرارت ایجادشده در حین فرآیند، مرز دانه‌ها به واسطه ایجاد تبلور مجدد دینامیکی از بین رفته و ریزساختاری با دانه‌بندی جدید به‌دست آمده است. همچنین بررسی مجموع نتایج و خواص قطعات بازیافت‌شده نشان داد که قطعه تولیدشده توسط این فرآیند این قابلیت را دارد که به‌صورت مستقیم و یا پس از یک فرآیند تولید ثانویه به یک قطعه صنعتی تبدیل شود.

Production of Bulk Aluminum Parts from Machining Chips by Shear Compaction Processing

In the current study, shear compaction processing was used for the recycling of aluminum machining chips and direct converting of them to bulk parts. In this processing, machining chips are first loaded in a cylindrical chamber, then a rotating tool with a defined rotational speed and aligned axis with the chamber is placed on the chips, in the following, the temperature inside the chamber increases due to the friction. Then, the process continues until all chips are transformed into a bulk part. After producing the samples, properties such as density, porosity, microstructure, hardness, and wear of the recycled parts were examined. The results showed that there is a possibility of transforming aluminum chips into a completely bulk part without porosity, with a density of about 2.67g/cm3 and hardness of more than half of the base metal via shear compaction process. The amount of heat during the process leads to the consolidation of the chips and nucleation of new grains with dynamic recrystallization. Finally, a review of the total results and properties of the recycled samples showed that they could be used as a industrial part directly or after a secondary process.