بررسی تجربی و شبیه سازی اجزای محدود عوامل موثر در فرآیند تیگزوفورجینگ قطعه درپوش گیربکس

فرآیند شکل­دهی نیمه­جامد در ساخت قطعات نزدیک به شکل نهایی به­ویژه در صنایع خودروسازی و هواپیما سازی استفاده می­شود. به­دلیل این­که رفتار آلیاژهای نیمه جامد به صورت  غیرنیوتنی بوده و وابستگی سیلانی این آلیاژها به پارامترهای زیادی مانند سیکل حرارت­دهی مجدد، روش تولید شمشال اولیه، وغیره می­باشد، شبیه­سازی آن­ها یکی از مشکل­ترین مسایل مهندسی می­باشد. یکی از فرآیندهای شکل­دهی نیمه جامد، روش تیگزوفورجینگ است که بین دمای خط مذاب (لیکوئیدوس[1]) و خط انجماد (سالیدوس[2]) ماده انجام می­گیرد و نرخ کرنش، اصطکاک و دمای قالب از جمله عوامل تاثیر گذار بر فرآیند هستند. در این تحقیق به شبیه سازی فرایند تیگزوفورجینگ و بررسی اثر پارامترهای وابسته به آن از جمله ضریب اصطکاک، دمای فرآیند و سرعت حرکت پرس با استفاده از نرم­افزار deform-3d پرداخته شده­است. جهت بررسی صحت شبیه­سازی، آزمایش­های عملی تیگزوفورجینگ در حالت­های مختلف و درحالت ایزوترمال بر روی آلیاژ a356 انجام شده است. مقایسه نتایج عددی با تجربی نشان داده است که در کسرهای جامد مختلف، شبیه­سازی­های مذکور به خوبی رفتار سیلان را مدل­سازی می کنند. همچنین نتایج نشان داده است که افزایش دمای قطعه باعث کاهش سختی و نیروی شکل­دهی قطعه می‎گردد که دلیل این امر رشد دانه­ها خواهد بود. در ضمن با کاهش دمای قالب به علت ریزشدن دانه­ها و با افزایش نیروی پرس، به علت تراکم فاز آلفا اولیه در دانه­ها، سختی افزایش یافته است. دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشت­تر و ناهمگن در آلیاژ گردید. این امر به نوبه خود باعث کاهش تقریبی 5/12% در میزان سختی و 6/20% در مقدار تناژ پرس شد. [1]- liquidus [2]- solidus