بررسي بهينه‌سازي فراسنج‌هاي عمليات حرارتي به منظور توليد فوم‌هاي آلومينيمي با استفاده از فرآيند اتصال نوردي تجمعي (ARB)

Optimization of foaming heat treatment parameters in fabricating aluminum foams by accumulative roll-bonding

ورق‌هاي فوم آلومينيمي توليد شده با استفاده از فرآيند اتصال نوردي تجمعي داراي پتانسيل بالايي به منظور ساخت سازه‌هاي ساندويچي حاوي هسته از جنس فوم فلزي مي‌باشند. طراحي جامع و همه جانبه‌ي اين سازه‌ها نيازمند بهينه‌سازي فراسنج‌هاي فوم‌سازي، بويژه عمليات حرارتي فوم‌سازي است كه موضوع اصلي اين پژوهش نيز مي‌باشد. استفاده از كوره‌هاي پيش‌گرم شده به‌عنوان جايگزيني براي كوره‌هاي مادون قرمز (كه قابليت توليد نرخ گرمايش‌هاي بالا را دارند) مي‌تواند سبب توليد ساده‌تر و ارزان‌تر فوم‌هاي آلومينيمي گردد. براي توليد پيش‌فرم‌هاي آزمون‌هاي عمليات حرارتي، ذرات فوم‌ساز هيدريد تيتانيم با استفاده از 7 سيكل متناوب جوش سرد نوردي و برش درون ساختار ورق آلومينيمي توزيع داده شد. سپس پيش‌فرم‌هاي توليد شده در يك كوره‌ي مقاومتي پيش‌گرم شده تحت عمليات حرارتي فوم‌سازي قرار گرفتند. فراسنج‌هاي بهينه‌ي عمليات حرارتي فوم‌سازي براي دست‌يابي به بهترين تركيب درصد تخلخل و مورفولوژي حفره‌ها استخراج گرديد. بهترين شرايط فوم‌سازي سبب ايجاد فوم آلومينيمي حاوي 2/37 درصد تخلخل گرديد.

Aluminum foam sheets produced by accumulative roll-bonding process via decomposition of a blowing agent, have a great capability for fabricating sandwich structures including aluminum foam cores. A comprehensive design of these structures demands the optimization of foaming parameters, particularly foaming heat treatment. Using preheated furnaces as alternative to infrared image furnaces, which are commonly used for foaming heat treatment, could lead to easier and less expensive foam production. Optimizing the parameters for such heat treatment is the main subject of this study. In order to achieve a preform for foaming heat treatment tests, TiH2 powders were distributed in the aluminum matrix by 7 passes of repeated roll-bonding and cutting. The fabricated preforms were heat treated to convert to the foams in a preheated resistance furnace. Optimized heat treatment parameters for achieving the best combination of porosity and cell morphology were extracted. The best result was aluminum foam with 37.2 % porosity.