بررسي آزمايشگاهي و شبيه سازي تاثير دما در فرآيند تيگزوفورجينگ، مطالعه موردي: توليد درپوش گيربكس حلزوني مدل 62

Experimental Study and Simulation of the Effect of Temperature in Thixoforging Process, Case Study: Producing of the 62 Model Helical Gearbox Cap

براي توليد قطعاتي كه داراي خواصي مناسب و در نزديك ترين حالت توليد به شكل نهايي باشند مي توان از انواع فرآيند هاي شكل دهي نيمه جامد استفاده نمود. تيگزوفورجينگ به مجموعه اي از فرآيندهاي نيمه جامد گفته مي شود كه در آن عمليات شكل دهي براي موادي با كسر جامد كمتر از 55% صورت بگيرد. هدف از اين مقاله بررسي تاثير دما (يعني دماي قالب و قطعه خام) براي توليد قطعه اي نسبتا پيچيده است. خروجي هاي مورد بررسي نيز ريزساختار و مشخصات مكانيكي قطعه توليدي در نظر گرفته شده است. براي اين منظور يك سري آزمايشات عملي صورت گرفته است. همچنين داده هاي حاصل در اين آزمايشات با مقادير استخراجي از شبيه سازي مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش دماي قالب، ريزساختار درشت تر مي شود. همچنين در اين حالت ساختار غير همگني به وجود مي آيد. نتيجه اين اتفاق كاهش سختي به مقدار 12/5% است. البته نيروي شكل دهي نيز كاهش يافته كه مقدار 20/6% گزارش شده است. همچنين رشد دانه ها با افزايش دماي قطعه و مدت زمان نگه داري نشان داده شده است. مي توان گفت براي مدت زمان نگه داري min5 دقيقه، چنانچه دما از 570 درجه سانتي گراد به 600 درجه سانتي گرادافزايش يابد، مقدار اندازه دانه 5/3% افزايش مي يابد. يا براي دماي 570 درجه سانتي گراد افزايش زمان نگه داري از min5 به min30 موجب افزايش 73/9% در اندازه دانه مي گردد. در ادامه براي بهبود سختي نمونه ها از عمليات T6 استفاده شده است. با استفاده از اين عمليات، ميزان سختي 17/3% افزايش يافت. دليل اين امر شكسته شدن فاز يوتكتيك و تبديل آن به ساختار همگن و كروي است.

Semi-solid metal (SSM) processing has been used to produce of the engineering components with the suitable proper-ties and at the closet form of the final part. Thixoforging is one of SSM processes that in this process the forming opera-tion is performed on materials with the solid fraction of less than 55%. The purpose of this paper is to discuss on the temperature (mold and specimen temperature and holding time) for the producing of a relatively complex piece. The characteristics of the microstructures and mechanical properties of thixoforged Al-A356 alloy were studied. For this aim, some experimental tests were done. Also the results of these tests are compared with the results of simulations. The results showed that by increasing mold temperature, causes more inhomogeneous microstructure and therefore the hardness and forming force decreased %12.5 and %20.6 respectively. Also the results showed that increasing the spec-imen temperature and holding time, the grain size of primary α–al phase increased. For example in holding time of 5 min, by increasing the temperature from 570°C to 600°C, the grain size of primary α–al increased 3.5 percent. Also in the temperature from 570°C, by increasing holding time of 5 min to 30 min, the grain size of primary α–al increased 73.9 percent. In this work, the T6 heat treatment process was used for improving the hardness. The hardness was in-creased %17.3, because of changing in primary α–al phase and produced the homogeneous microstructure.