بررسي رفتار مذاب آلومينيم و نيروي انقباضي در جفت فلزي آلومينيم- منيزيم ريخته گري شده به روش ريخته گري گريز از مركز

Melt Behavior and Shrinkage Force Effect of Al Melt in Al/Mg Bimetal Cast via Centrifugal Casting

مصرف قطعات منيزيمي و آلومينيمي با هدف كاهش وزن نهايي قطعات در صنايع مختلف به طور روز افزون افزايش يافته است. در اين پژوهش ريخته گري جفت فلزي آلومينيم- منيزيم در حالت ذوب ريزي مذاب آلومينيم درون جامد منيزيم به شكل استوانه ي توخالي در ابعاد، ارتفاع 35 ميلي متر و قطر داخلي و خارجي 84 و 76 ميلي متر، در سرعت هاي دوران 1200 و 1600 دور بر دقيقه، نسبت هاي حجمي مذاب- جامد 9/0، 6/1 و 7/2 و دماهاي پيش گرم 30، 120، 150 و 200 درجه ي سانتي گراد به وسيله ي دستگاه ريخته گري گريز از مركز عمودي انجام شد و فصل مشترك تشكيل شده مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. در خلال ريخته گري رفتار مذاب آلومينيم تابع نيروهاي گرانشي، گريز از مركز، كوريوليس و هم چنين دماي پيش گرم جامد است. در اين حالت تفاوت در ميزان انقباض آلومينيم و منيزيم، نسبت به يكديگر، منجربه ايجاد اتصال مكانيكي مي شود. بررسي هاي آناليز ميكروسكوپ الكتروني مجهز به طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS) و آناليز پراش اشعه ي ايكس (XRD)، آن نشان داد كه مقدار آلومينيم در فصل مشترك از سمت منيزيم به طرف آلومينيم طوري افزايش يافته كه باعث ايجاد شيب غلظتي و تشكيل تركيبات بين فلزيAl3Mg2 و Al12Mg17 و ساختار يوتكتيك، مطابق دياگرام تعادل، مي شود.

Applications of aluminium and magnesium castings have been increased as a result of increasing demand for the light weight components in various sectors of industry in recent years. In this work an Al/Mg bimetal was prepared by casting Al melt into a cylindrical Mg bush, with 35 mm height and 76 and 84 inner and outer diameter, rotating at 1200 and 1600 revolutions per minute (rpm), 0.9, 1.6 and 2.7 melt-to-solid volume ratio and 30, 120, 150 and 200 oC preheating temperature, respectively. Vertical centrifugal casting process was selected for producing samples. In this process melt is under the effect of centrifugal, coriolis and gravity forces during filling. Difference between shrinkage of Al and Mg led to the formation of mechanical bond in the interface. The results of scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) analysis showed that concentration gradient changes from the Mg to Al side in such a way that three sub layers including Al3Mg2 and Al12Mg17 intermetallics plus eutectic microstructure (Al12Mg17 and ?) were formed, based on aluminium and magnesium phase diagram in the interface.