پوشش دهی مکانیکی آلومینیوم با نیکل به روش غلطک کاری با دستگاه تراش و بررسی خواص ریز سختی و ساختار متالوژیکی نمونه ها

هدف از پژوهش حاضر پوشش دهی مکانیکی قطعات آلومینیومی با نیکل به روش غلطک کاری توسط دستگاه تراش و بررسی خواص ریزسختی و ساختار متالوژیکی نمونه ها می باشد. مواد استفاده شده شامل آلومینیوم گروه 5000 برای زیر لایه و پودر نیکل با اندازه ی ذره ی µm 3 برای لایه ی پوششی می باشد. جنس ابزار مورد استفاده در فرآیند غلطک کاری از فولاد تندبر(hss)انتخاب شده است. قبل از پوشش دهی، در سطح قطعه کار با روتراشی زبری خاصی ایجاد می گردد و توسط مشعل گاز اکسیژن و گاز استیلن حرارت دهی موضعی انجام می گیرد. پیشروی ابزار هنگام روتراشی سطح قطعه کار عامل تعیین کننده ی زبری سطح اولیه می باشد. در فرآیند غلطک کاری، سرعت دورانی قطعه کار، دمای پیشگرم و پیشروی به عنوان متغیرهای ورودی و ریزسختی نهایی سطح قطعه کار خروجی آزمایشات می باشد. از آنالیز edx جهت بررسی نفوذ ذرات نیکل در فاز زمینه ی نمونه ی اولیه استفاده شده است. به منظور یافتن شرایط بهینه، تقلیل تعداد آزمایشات و بررسی تأثیر هر پارامتر بر روی ریز سختی طراحی آزمایشات به روش تاگوچی توسط نرم افزار minitab صورت گرفته است. پس از آماده سازی سطح، پودر پوششی به آرامی مابین ابزار غلطکی و سطح زیر لایه تغذیه می گردد. حرارت ناشی از پیشگرم نمونه ها، اصطکاک ایجاد شده در فصل مشترک ابزار با سطح قطعه کار و غلطک کاری موجب نفوذ نیکل در سطح آلومینیوم می شود. نمونه های پوششی بدست آمده در دمای 550?c به مدت 330 دقیقه آنیل شدند. از نمونه های پوششی قبل و بعد آنیل آزمون ریزسختی سنجی انجام گرفته و افزایش قابل ملاحظه سختی مشاهده شد. با استفاده از نمودارهای ریز سختی بدست آمده به کمک نرم افزار minitab تأثیر هر یک از پارامترهای ورودی بر روی ریزسختی پوشش بررسی شد. این نتیجه حاصل شد که افزایش سرعت دورانی و دمای پیشگرم موجب افزایش ریزسختی نهایی سطح قطعه کار می¬شود، همچنین افزایش زبری سطح اولیه قطعه کار قبل از پوشش دهی ابتدا موجب افزایش و سپس موجب کاهش ریزسختی سطح می شود. پارامترهای بهینه جهت ایجاد پوشش بهینه انتخاب و آزمایش نهایی جهت ایجاد پوشش بهینه انجام گرفت. ضخامت سنجی توسط تصویربرداری sem از مقطع نمونه ها انجام گرفت. همچنین تصویر از سطح پوشش بعد آنیل اختلاط مواد روی سطح را نشان می دهد. نتایج حاصل از xrd نمونه ها توسط نرم افزار xpert high score تحلیل شده است. فعالسازی اولیه ی سطح و آنیل بعد از پوشش دهی موجب افزایش تراکم فازهای بین فلزی پوشش شده و در نمونه های بعد آنیل پیک های فازهای بین فلزی با شدت بیشتری ظاهر شده اند. اندازه ی دانه ی نیکل از رابطه ی ویلیامسون - هال محاسبه شد.