تأثير دماي گرمايش مجدد در فرآيند تيگزوفورجينگ بر خواص ريزساختاري و مكانيكي چرخدنده توليد شده از آلومينيم A356

Influence of Reheating Temperature in Thixoforging Process on Microstructural and Mechanical Properties of Aluminum A356 gear

آلياژ آلومينيوم A356 يكي از آلياژهاي هيپويوتكتيك آلومينيوم- سيليسيم است. اين آلياژ با خواص مكانيكي خوب و قابليت انعطاف پذيري بالا، ويژگي هاي ريخته گري عالي و مقاومت در برابر خوردگي بالا شناخته شده است. تيگزوفورجينگ يك فرآيند توليد نيمه جامد است كه داراي پتانسيل توليد قطعات با خواص مكانيكي و ميكروساختار عالي مي‌‌باشد. اين فرآيند داراي پتانسيل بالايي در كاربردهاي خودرو و هواپيما است. در اين پژوهش فرآيند تيگزوفورجينگ به عنوان روش شكل دهي قطعات بررسي شد، كه شامل آهنگري آلياژ آلومينيم A356 در محدوده دمايي دو فازي (حالت خميري) است. به منظور دست يافتن به شرايط مطلوب، تأثير پارامتر دما در عمليات گرمايش مجدد روي فرآيند تيگزوفورجينگ مورد بررسي قرار گرفت. براي تهيه بيلت اوليه، از روش انجماد روي سطح شيبدار استفاده شد. دماهاي نيمه جامد 575، 585 و 595 درجه سانتيگراد در نظر گرفته شد. نتايج بدست آمده نشان داد كه در دماي 575 درجه سانتيگراد و زمان 20 دقيقه، ريزترين ساختار (37 ميكرومتر) بدست آمده است. همچنين به منظور بررسي خواص مكانيكي، آزمون فشار و سختي سنجي نيز انجام شد و همانگونه كه انتظار مي‌رفت بهترين خواص مكانيكي (تنش تسليم 218 مگاپاسكال، تنش فشاري نهايي 466 مگاپاسكال و سختي 89 برينل) در نمونه با ريزترين ساختار نمايان شد.

A356 aluminum alloy is a hypo eutectic Al–Si alloy. It is identified by good mechanical properties and high ductility, as well as excellent casting characteristics and high corrosion resistance. Thixoforging is a semi solid metal forming process that has the potential to produce parts with superior mechanical properties and fine uniform microstructures. In this research, the Thixoforging process was investigated as a parts shaping method that include aluminum alloy forging in two-phase temperature range (paste mode). For this purpose and in order to achieve favorable conditions in the two-phase zone, the influence of reheating temperature on thixoforging process is investigated. The cooling slope method was used to prepare the initial billet. Semi-solid temperature are considered 575, 585 and 595 °C. Attained results show that the finest microstructure (37 micrometer) is obtained in semi-solid temperature of 575°C and holding time of 20 minutes. Also, the hardness and the compressive test are performed in order to find the best mechanical properties. As it is expected, the best mechanical properties (yield stress of 218 MPa, ultimate compressive stress of 466 MPa and hardness of 89 BHN) are achieved in sample with the finest structure.