مطالعه تجربی و عددی تاثیر پیش فرم بر آهنگری داغ قطعات دوفلزی از جنس آلومینیوم و برنج

Abstract

در تولید قطعات دوفلزی با استفاده از فرایند آهنگری، می‌توان قطعات با نسبت استحکام به وزن بالاتر را به دست آورد. هدف از این پژوهش آهنگری قطعه دوفلزی است بطوریکه برای بخش داخلی از آلیاژ آلومینیوم و بخش بیرونی از آلیاژ برنج استفاده شده است. دمای آهنگری برای آلیاژهای برنج و آلومینیوم در محدوده کار داغ به ترتیب برابر 700 و 450 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. ابتدا آهنگری قطعه تک‌فلزی بصورت عددی و تجربی بررسی می­شود. پس از صحت‌سنجی مدل المان محدود، به آهنگری قطعات دوفلزی در یک مرحله پرداخته می‌شود. تاثیر ضخامت پوسته برنجی و نیز اختلاف ارتفاع هسته آلومینیومی و پوسته برنجی بر موفقیت‌آمیز بودن فرایند آهنگری داغ تک مرحله­ای مطالعه می­گردد. نتایج نشان می‌دهد که ضخامت و ارتفاع پوسته برنجی تاثیر چشمگیری بر موفقیت‌آمیز بودن فرایند بر پوشش‌دهی کامل هسته توسط پوسته ندارد. در ادامه برای حل این مشکل، هندسه‌های غیرساده برای هسته و پوسته به عنوان پیش­فرم، طراحی و آهنگری مرحله دوم بصورت عددی بررسی می­شود. نتایج نشان می­دهد که جهت تولید قطعه دوفلزی با پوشش کامل هسته آلومینیومی توسط پوسته برنجی به دو مرحله آهنگری توسط یک پیش­فرم­ مناسب غیرساده نیاز است. در نهایت پیش­فرم تاییدشده توسط مدل المان محدود، بصورت تجربی تولید و آهنگری داغ بر روی آن انجام می­شود. نتایج تجربی تاییدکننده نتایج عددی می­باشند. با استفاده از تصاویر SEM نشان داده می­شود که اتصال متالورژیکی مناسبی نیز در مرز دو فلز ایجاد می­گردد.