تولید کامپوزیت زمینه آلومینیمی با استفاده از تزریق مذاب درون فوم های سرامیکی پیش ساخته

چکیده کامپوزیت های زمینه آلومینیمی به دلیل خواصی همچون استحکام ویژه بالا, مقاومت به سایش خوب, ضریب انبساط حرارتی پایین و مقاومت به اکسیداسیون بالا مصرف زیادی را در صنعت خودروسازی, صنایع نظامی و صنایع هوافضا پیدا کرده اند.یکی از روش های جدید ساخت مواد کامپوزیتی زمینه آلومینیمی روش نفوذدهی مذاب به درون فوم های سرامیکی توسط ریخته گری کوبشی است. در این پژوهش, تولید کامپوزیت زمینه آلومینیمی(آلیاژ a356)-آلومینا با روش ریخته گری کوبشی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور دمای پیش گرم قالب و فوم سرامیکی آلومینایی به ترتیب 300 و 700 درجه سانتی گراد انتخاب شد و نمونه ها در دماهای بارریزی 700، 750 و 800 درجه سانتی گراد تحت فشارهای mpa 50، 75، 100 و 125 ریخته گری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش فشار ریخته گری از mpa50 بهmpa 125 با توجه به انجماد تحت فشاردرصد تخلخل به کمتر از %1 رسید و ریزساختار نمونه ها از دندریتی درشت تبدیل به دانه های ریز محوری شدند. با افزایش فشار ریخته گری کوبشی از mpa 50 به mpa 125 در دمای باریزی 700 درجه سانتی گراد، استحکام تسلیم آلیاژ % 5/5 افزایش یافته در حالی که استحکام تسلیم کامپوزیت محتوی % 20 حجمی تقویت کننده، % 15 و استحکام تسلیم کامپوزیت با % 25 حجمی آلومینا، % 25 افزایش یافت ولی افزایش استحکام تسلیم نمونه ها در دمای بارریزی 800 درجه سانتی گراد به دلیل افزایش تخلخل، کمتر از دمای 700 درجه سانتی گراد شد. با افزایش دمای ریخته گری از 700 به 800 درجه سانتی گراد، استحکام فشاری نهایی آلیاژ % 5/10 کاهش یافته در حالیکه استحکام فشاری نهایی کامپوزیت محتوی % 20 حجمی تقویت کننده، % 2/22 و استحکام فشاری نهایی کامپوزیت با % 25 حجمی آلومینا، % 5/4 کاهش یافته است. درصد کرنش فشاری فشاری نمونه های کامپوزیتی در دمای 700 درجه سانتی گراد از فشار mpa 50 تا mpa 100، حاوی %20 و %25 تقویت کننده به ترتیب %9/8 و %6/10 بهبود یافته است. در فشارهای بیشتر از mpa 100 با وجود اینکه ریزساختار ریختگی ریزتر و دانه ها محوری شده اند ولی درصد کرنش فشاری نمونه های کامپوزیتی کمتر شده، این به دلیل خرد شدن فوم های سرامیکی در این نمونه ها است که تاثیر منفی بر روی خواص مکانیکی نمونه های کامپوزیتی داشته است. افزایش در مقاومت به سایش نمونههای کامپوزیتی را می توان به افزایش مقاومت به تغییر شکل پلاستیک نمونههای کامپوزیتی در اثر حضور فوم های سرامیکی، نسبت داد. به طور کلی کاهش تخلخل و اندازه? دانه?های زمینه در بهبود خواص سایشی کامپوزیت?های تولیدی با روش ریخته گری کوبشی نیز موثر است. با در نظر گرفتن تلفیقی از خواص سایشی و مکانیکی, نتایج این پژوهش شرایط بهینه تولید کامپوزیت ریختگی آلومینیم-آلومینا را به صورت دمای بارریزی 700 درجه سانتی گراد, فشار ریخته گری mpa 100 و درصد تقویت کننده %25 نشان می دهد.