بررسي تجربي اثر دما بر توليد قطعات دوفلزي آلومينيوم- مس به‌روش اكستروژن مستقيم

Experimental Investigation of the Effect of Temperature on the Production of Bimetallic Workpiece Al-Cu Using Forward Extrusion Method

قطعات دوفلزي، به‌علت خواص آنها به ويژه استحكام به وزن بالا، خواص مكانيكي بهتر و در عين‌حال كاهش هزينه و كاهش وزن نسبت به قطعات تك‌فلزي، كاربردهاي زيادي در صنايع شيميايي، نفتي، مبدل‌هاي حرارتي و مخازن تحت فشار دارند. از بين فرآيندهاي مختلف كه براي توليد اين قطعات كاربرد دارند، اكستروژن به‌دليل ايجاد تنش فشاري و امكان ايجاد پيوند متالورژيكي يك انتخاب مناسب براي شكل‌دهي قطعات دوفلزي است. در پژوهش حاضر، تاثير دما بر توليد قطعات دوفلزي در حالت مس پوسته و آلومينيوم هسته به‌روش اكستروژن مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پژوهش، نحوه اتصال دولايه فلز براي نسبت كاهش ضخامت 45% براي سه دماي 200، 300 و C˚400 انجام شد. همچنين خواص مكانيكي با استفاده از آزمون كشش تك‌محوره و ريزساختار با عكس‌برداري از فصل مشترك با استفاده از ميكروسكوپ‌هاي نوري و الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه در نسبت كاهش ضخامت 45% در دماي C˚200 اتصال قابل قبولي ميان دو لايه به وجود نيامد و پس از فرآيند و برش قطعه، دو لايه از هم جدا نشدند ولي اتصال ضعيفي برقرار شد. تصاوير ميكروسكوپي در دماي C˚300 نشان داد كه اين دما، آستانه اتصال دو لايه بوده و در نهايت در دماي C˚400 اتصال مناسب‌تري در فصل مشترك قطعه دوفلزي به‌دست‌آمد.

Bimetallic parts are widely used in chemical industry, petroleum, heat exchangers, and pressure vessels due to their properties of bimetallic workpieces, especially high weight strength, better mechanical properties, and at the same time reducing cost and weight loss compared to single-layer parts. Among the various processes used to produce these components, extrusion is a good choice for the formation of bimetallic parts due to the compressive stress and the possibility of metallurgical bonding. In the current study, the effect of temperature on the production of bimetallic parts in the case of shell copper and core aluminum alloy by extrusion method has been investigated. In this study, the two-layer connection of metal for a 45% thickness reduction the ratio was performed for three temperatures of 200, 300, and 400°C. Mechanical properties were also examined using a uniaxial tension test and a microstructure by using optical microscopy and scanning electron microscopy. The results showed that at the ratio of 45% thickness reduction at 200°C, there was no acceptable connection between the two layers, and after the process and cutting off the workpiece, the two layers did not separate, but a weak connection was established The microscopy images at the temperature of 300°C showed that this temperature was the threshold for the two-layer connection, and finally, at the 400°C, a more suitable connection was obtained in the bimetal parts.