شکل ریزی نیمه جامد آلیاژ a356 به روش ssr و مشخصه یابی نمونه های تولیدی

فرایندهای شکل دهی فلزات و آلیاژها در حالت نیمه جامد بدلیل مزایای منحصر بفرد آنها در مقایسه با فرایندهای متداول شکل دهی فلزات (ریخته گری و آهنگری)، به عنوان یکی از روش های نسبتا جدید شکل دهی قطعات نزدیک به شکل نهایی معرفی شده اند. با توجه به کاربرد روز افزون فرایندهای نیمه جامد و آلیاژهای آلومینیوم در صنعت خودروسازی، در این تحقیق شکل ریزی نیمه جامد یک قطعه نزدیک به شکل پیستون از آلیاژ a356 به روش ssr در یک قالب ریخته گری کوبشی بررسی شد. پس از آزمایش های اولیه جهت تعیین پارامترهای دستگاهی فرایند ssr، تاثیر دمای ریخته گری (کسر جامد) و فشار اعمالی بر روی دوغاب نیمه جامد، بر کیفیت سطحی، دانسیته، ساختار، عیوب حجمی ساختاری وخواص مکانیکی نمونه های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تحت فشار اعمالی mpa 10 کیفیت سطحی نمونه های ریخته شده در حالت نیمه جامد در مقایسه با نمونه های ریخته شده در حالت کاملا مذاب، نسبتا پایین است و با کاهش دمای ریخته گری در حالت نیمه جامد کاهش می یابد. این عیب با افزایش ضخامت پوشش قالب یا افزایش فشار اعمالی در موقع ریخته گری به مقدار زیادی مرتفع گشت. دانسیته نمونه های ریخته شده در حالت نیمه-جامد نسبت به نمونه های ریخته شده در حالت مذاب بالا بوده و با افزایش فشار اعمالی بر روی دوغاب نیمه جامد، کمی افزایش می-یابد. اندازه ذرات جامد اولیه و فاکتور شکل آنها با کاهش دمای ریخته گری، افزایش یافته ولی اختلاف آنها در کسر جامدهای بالا زیاد نیست. مشاهده شد که درصد ذرات جامد اولیه در نیمه پایینی نمونه ها بدلیل جدایش مذاب، بیشتر از نیمه بالایی آنها است. این پدیده در کسر جامدهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و مدلی برای نحوه رخداد این پدیده ارایه شد. همچنین عیوب حجمی ساختاری مشاهده شده در نمونه های ریخته شده در حالت مذاب، در نمونه های نیمه جامد به میزان زیادی کاهش یافت. نتایج نشان داد که سختی و استحکام کششی نمونه های ریخته شده در دماهای مختلف و تحت فشار اعمالی پایین، تحت تاثیر کسر جامد اولیه و جدایش مذاب بوده و با کاهش دما، عموما" کاهش می یابد. استحکام کششی نمونه های ریخته شده در دمای c 590 با افزایش فشار، افزایش یافت بطوریکه بیشترین استحکام کششی در بیشترین فشار اعمالی (mpa 70) بدست آمد. در کل، نتیجه گیری شد که ریخته-گری در کسر جامدهای پایین (حدود 25-20 درصد) بدلیل کیفیت سطحی خوب، جدایش مذاب کمتر و خواص مکانیکی بهتر، از ریخته گری در کسر جامدهای بالا مناسب تر است.