بررسي فرآيند آسياي مكانيكي و آلياژسازي مكانيكي به منظور تهيه ي پودرهاي كامپوزيتي منيزيم- كاربيد سيليسيوم از براده هاي آلياژ منيزيم AZ91D

Study of the Mechanical Milling Process of AZ91D Magnesium Alloy Chips and Mechanical Alloying of Obtained Powder with Silicon Carbide Particles

در اين تحقيق از فرآيند آسياي مكانيكي به عنوان يك روش بازيافتي موثر در جلوگيري از مصرف زايد مواد خام و انرژي، براي توليد پودر از براده هاي آلياژ منيزيم AZ91D با متوسط اندازه ي mm) 4 *2 *1) در آسياي گلوله اي سياره اي استفاده گرديد. پودرهاي به دست آمده با 70 درصد وزني (57 درصد حجمي) كاربيد سيليسيوم در دو اندازه ي ريز و درشت توسط همان دستگاه، آلياژسازي مكانيكي شد. تاثير هم زمان پارامترهاي آسيا و آلياژسازي مكانيكي (زمان، نسبت وزني گلوله به پودر) بر پودرهاي توليد شده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) و دستگاه سنجش اندازه ي ذرات (PSA) مورد بررسي قرار گرفت. بازدهي پودر نيز به عنوان يكي از مهمترين شاخص ها در تخمين مقدار پودر حاصل پس از آسياي گلوله اي، در پودرهاي آسيا شده تعيين شد. نتايج به دست آمده نشان مي دهند در فرآيند آسياي مكانيكي با انتخاب نسبت وزني گلوله به پودر بالا مي توان در زمان هاي آسياي پايين تري به پودر با اندازه ي ذرات ريزتر، بازدهي بيشتر و توزيع يكنواخت تر ذرات كامپوزيتي دست يافت. بهترين نتيجه در مورد آسياي مكانيكي، در شرايط 10 ساعت آسيا با نسبت وزني گلوله به پودر 1:25 و در مورد آلياژسازي مكانيكي، هم براي ذرات كاربيد 2 ميكروني و هم 238 ميكروني، در شرايط 5 ساعت آسيا با نسبت وزني گلوله به پودر 1:20 به دست آمد. الگوهاي پراش اشعه ي ايكس (XRD) براده ها و پودر حاصل از آسيا و آلياژسازي مكانيكي نشان دهنده ي عدم ايجاد فاز ناخواسته اي در اين فرآيندها مي باشد.

In this research، the mechanical milling process as an effective recycling method in preventing the waste of raw materials and energy consumption was used to produce powders from the AZ91D magnesium alloy chips with average size of 4 2 1 (mm) in a planetary ball mill. The powders obtained were mechanically alloyed with 70 wt.% (57 vol.%) silicon carbide of two coarse and fine sizes by the same apparatus. The simultaneous effect of mechanical milling and alloying parameters (time، ball to powder ratio) on the produced powders were investigated by a field emission scanning electron microscopy (FESEM) and particle size analyzer (PSA). Powder yield was also determined in milled powders as one of the most important indicators to estimate the amount of powders obtained after ball milling. The results show that in the mechanical milling process، by choosing the high ball to powder ratio، smaller particle size، higher yield and more uniform distribution of composite particles can be achieved at lower milling times. The best result was obtained for the mechanical milling in the condition of 10-hour milling with a BPR 25:1، and for mechanical alloying، Both for the 2-micron and 238-micron carbide particles، in condition of 5-hour milling with a BPR 20:1. X-ray diffraction (XRD) patterns of chips and powders obtained mechanical milling and alloying indicate that there is no unwanted phase in these processes.