مقايسه خواص سايشي كامپوزيت آلومينيم - گرافيت همگن ‏شده در مايع و توليد‏شده با روش پرس ‏سرد - تف ‏جوشي در كوره خلا و بدست آوردن درصد بهينه

Wear Properties of Al-Gr Composites Produced Using Liquid Homogenization Followed by Cold Press-Sintering

در اين پژوهش، اختلاط پودرهاي آلومينيم خالص و گرافيت براي توليد كامپوزيت هاي پايه آلومينيم تقويت شده با ذرات پودر گرافيت، از روشي جديد به نام همگن سازي در مايع استفاده شد. ميزان گرافيت در اين پژوهش از صفر تا ۴/۵ درصد وزني درنظر گرفته شد. ابتدا پودر گرافيت در استون ريخته و آلتراسونيك گرديد و نيز پودر آلومينيم به محلول اضافه و آلتراسونيك ادامه پيدا كرد. سپس مخلوط حاصل فيلتر و در دما و زمان مناسب در اتمسفر خلا خشك گرديد. هم چنين از پودر هاي خشك شده حاصل به روش پرس سرد - تف جوشي در كوره خلا تحت دما و زمان مناسب نمونه هاي كامپوزيتي توليد شد. به منظور بررسي ريزساختار، نمونه هاي حاصل به وسيله ميكروسكوپ نوري و SEM بررسي و تحليل شدند. هم چنين به منظور بررسي خواص مكانيكي، نمونه ها تحت آزمون هاي سختي سنجي (برينل) و سايش قرار گرفتند. باتوجه به نتايج و مشاهدات، توزيع ذرات گرافيت در زمينه ي آلومينيم در اين روش نسبت به روش هاي ديگر بهبود چشم گيري را نشان داد كه همين امر سبب بهبود خواص مكانيكي شده است. هم چنين، افزودن گرافيت تا ۲/۵ درصد وزني به طور بسيار يكنواخت در زمينه و بدون كلوخه شدن رخ داد. درحالي كه درصد بهينه توزيع گرافيت براي اين كامپوزيت با ساير روش هاي اختلاط حداكثر يك درصد بوده است. در اين روش اختلاط، با افزودن گرافيت تا درصد بهينه، سختي و مقاومت به سايش افزايش يافت. با توجه به نتايج آزمون سايش، ميزان مقاومت به سايش به دست آمده از اين روش اختلاط، نسبت به ساير روش هاي توليد اين كامپوزيت افزايش داشت.

To produce aluminum-matrix composite reinforced with graphite particles، mixing of pure aluminum and graphite powders by a new method، called homogenization in liquid phase، was used. The graphite content was chosen from zero to 4.5wt.% in this study. Composite samples were produced using the mixed powder by way cold-press sintering under different pressure، temperature and time. The specimen microstructures were investigated by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). To evaluate the mechanical properties of samples، hardness and wear tests were performed. According to the results، homogenization in liquid phase method caused significant improvement in distribution of graphite particles in the matrix and the addition of 2.5wt.% graphite in the matrix. Improved mechanical properties to great extent.