فوم های فلزی کامپوزیتی (CMF)، مواد جدیدی به شمار می روند که در طبقه مواد متخلخل و سلولی پیشرفته قرار دارند. این مواد با ساختار سلولی بسته را با استفاده از فرایندهای ریخته گری و متالورژی پودر می توان تولید نمود. فوم های فلزی کامپوزیتی، متشکل از کره های توخالی با جنس های مختلف هستند که در یک زمینه جامد، نظیر آلومینیوم، فولاد و ... و یا آلیاژهای آن ها، به صورت رندوم توزیع شده اند. قابلیت جذب انرژی و
ماده
اولیه و مهم در تولید این نوع از فوم ها، کره های توخالی با اندازه های
کاملاً یکسان می باشد. استفاده از کره های توخالی از پیش تولید شده در
مقایسه با سلول های با اشکال نامنظم منجر به غلبه بر مشکل غیریکنواختی
تغییر شکل در فوم های متداول می گردد. کره های توخالی با اندازه سلول، شکل و
ضخامت دیواره یکنواخت، از هر گونه غیریکنواختی و ناهمسانگردی در ساختار
فوم های فلزی ممانعت به عمل می آورند.
پروژه ساخت کره های توخالی با استفاده از روش پوشش دهی افشانشی سوسپانسیون حاوی پودر فلز بر روی کره های استیروفوم در اردیبهشت ماه سال 1388 به همت دو تن از دانشجویان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، رشته شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، آقای مهندس محمد بهنام و سرکار خانم مهندس مهدی زاده لیما، به همراهی جناب آقای دکتر علی سالمی گلعذانی (عضو هیئت علمی) آغاز شده است. در این روش پیچیده که بر اساس روش توسعه یافته در انستیتوی Fraunhofer استوار است، امکان تولید کره های توخالی با سایز 2 تا 10 میلیمتر و ضخامت های 50 تا 200 میکرون و درصد تخلخل های مختلف وجود دارد.
در اين روش ابتدا هسته هاي پلي استايرني که قبل از فرايند پوشش دهي درون محفظه ي فوم ساز قرار گرفته و تبديل به پلی استایرن انبساطی شده اند، به ميزان مشخص به داخل محفظه وارد مي شود. در اثر برقراري جريان هواي گرم، هسته ها متلاطم شده و به صورت معلق درون محفظه در مي آيند. سوسپانسيوني كه پوسته فلزي مورد نظر را بر روي هسته هاي پلي استايرني تشكيل مي دهد شامل پودر فلز، چسب و حلال است. حلال با توجه به نوع چسب انتخاب مي گردد؛ سوسپانسیون در یک فرایند جداگانه با مخلوط نمودن پودر فلز، چسب و حلال مناسب در نسبت های وزنی مشخص، آماده شده و درون محفظه اسپری ریخته و توسط هم زن به طور مداوم هم زده می شود تا از ته نشین شدن آن جلوگیری به عمل آید. در ادامه سوسپانسيون از طريق نازل های تعبيه شده بر جداره محفظه، در تمام جهات بر روي هسته هاي متلاطم، اسپري مي گردد.
تنظيم نازل در اين مرحله بسيار مهم است. فشار اسپري بايد به گونه اي تنظيم شود كه سوسپاسيون به صورت نرم و يكنواخت سطح كره هاي پلي استايرن را پوشش دهد. مدت زمان اسپري بستگي به ضخامت مورد نظر دارد. هر چه زمان اسپري بيشتر باشد، ضخامت لايه تشكيل شده بر سطح هسته هاي پلي استايرني بيشتر خواهد بود. پس از رسيدن كره ها به ضخامت مورد نظر، اسپري سوسپانسيون متوقف شده و به كره ها اجازه داده مي شود تا در اثر مجاورت با هواي گرم كاملاً خشك شوند. در اين مرحله كره هاي خام جمع آوري شده و وارد مرحله عمليات حرارتي مي شوند.
كره هاي خام پس از پوشش دهي استحكام بسيار كمي دارند؛ عمليات تكميلي كه لازم است بر روي كره هاي خام انجام شود تا به استحكام لازم برسند، شامل پيروليز و تف جوشي مي باشد. در مرحله پيروليز، هسته هاي پلي استيرني و چسب كاملاً تبخير شده و از از منافذ موجود در بين ذرات پودر خارج مي شوند؛ بنابراين نرخ گرم آرايي تا دماي پيروليز از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. از آنجايي كه كره هاي پيروليز شده استحكام كافي براي جابجايي به مرحله تف جوشي را ندارند، ترجيح داده مي شود اين عمليات به صورت همزمان در كوره هاي پيوسته انجام گيرد. براي اين منظور كره هاي خام بر روي يك توري نسوز در كف سيني هاي مخصوص ریخته می شوند. عبور سینی های حاوی کره های از مناطق حرارتی مختلف در کوره منجر به تف جوشی و رسیدن آن ها به حداکثر استحکام می گردد. پارامترهای مهم در مرحله تف جوشی شامل دما، زمان و اتمسفر تف جوشی است که هر یک تأثیر بسیار چشمگیری بر خواص محصول نهایی دارند.
آزمایشاتی که به طور عمده برای کنترل کیفیت این قطعات انجام می شود شامل تعیین درصد تخلخل و اندازه گیری ضخامت دیواره است. با تغییر پارامترهای فرایند و مواد اولیه، می توان کره های توخالی را با ضخامت، درصد تخلخل و جنس مورد نظر تولید نمود.
لینک دانلود 13 تصویر فوم فلزی و ساخت ساچمه توخالی بدون در فولادی
منبع: وبلاگ متالورژی دیتا
پروژه ساخت کره های توخالی با استفاده از روش پوشش دهی افشانشی سوسپانسیون حاوی پودر فلز بر روی کره های استیروفوم در اردیبهشت ماه سال 1388 به همت دو تن از دانشجویان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، رشته شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، آقای مهندس محمد بهنام و سرکار خانم مهندس مهدی زاده لیما، به همراهی جناب آقای دکتر علی سالمی گلعذانی (عضو هیئت علمی) آغاز شده است. در این روش پیچیده که بر اساس روش توسعه یافته در انستیتوی Fraunhofer استوار است، امکان تولید کره های توخالی با سایز 2 تا 10 میلیمتر و ضخامت های 50 تا 200 میکرون و درصد تخلخل های مختلف وجود دارد.
در اين روش ابتدا هسته هاي پلي استايرني که قبل از فرايند پوشش دهي درون محفظه ي فوم ساز قرار گرفته و تبديل به پلی استایرن انبساطی شده اند، به ميزان مشخص به داخل محفظه وارد مي شود. در اثر برقراري جريان هواي گرم، هسته ها متلاطم شده و به صورت معلق درون محفظه در مي آيند. سوسپانسيوني كه پوسته فلزي مورد نظر را بر روي هسته هاي پلي استايرني تشكيل مي دهد شامل پودر فلز، چسب و حلال است. حلال با توجه به نوع چسب انتخاب مي گردد؛ سوسپانسیون در یک فرایند جداگانه با مخلوط نمودن پودر فلز، چسب و حلال مناسب در نسبت های وزنی مشخص، آماده شده و درون محفظه اسپری ریخته و توسط هم زن به طور مداوم هم زده می شود تا از ته نشین شدن آن جلوگیری به عمل آید. در ادامه سوسپانسيون از طريق نازل های تعبيه شده بر جداره محفظه، در تمام جهات بر روي هسته هاي متلاطم، اسپري مي گردد.
تنظيم نازل در اين مرحله بسيار مهم است. فشار اسپري بايد به گونه اي تنظيم شود كه سوسپاسيون به صورت نرم و يكنواخت سطح كره هاي پلي استايرن را پوشش دهد. مدت زمان اسپري بستگي به ضخامت مورد نظر دارد. هر چه زمان اسپري بيشتر باشد، ضخامت لايه تشكيل شده بر سطح هسته هاي پلي استايرني بيشتر خواهد بود. پس از رسيدن كره ها به ضخامت مورد نظر، اسپري سوسپانسيون متوقف شده و به كره ها اجازه داده مي شود تا در اثر مجاورت با هواي گرم كاملاً خشك شوند. در اين مرحله كره هاي خام جمع آوري شده و وارد مرحله عمليات حرارتي مي شوند.
كره هاي خام پس از پوشش دهي استحكام بسيار كمي دارند؛ عمليات تكميلي كه لازم است بر روي كره هاي خام انجام شود تا به استحكام لازم برسند، شامل پيروليز و تف جوشي مي باشد. در مرحله پيروليز، هسته هاي پلي استيرني و چسب كاملاً تبخير شده و از از منافذ موجود در بين ذرات پودر خارج مي شوند؛ بنابراين نرخ گرم آرايي تا دماي پيروليز از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. از آنجايي كه كره هاي پيروليز شده استحكام كافي براي جابجايي به مرحله تف جوشي را ندارند، ترجيح داده مي شود اين عمليات به صورت همزمان در كوره هاي پيوسته انجام گيرد. براي اين منظور كره هاي خام بر روي يك توري نسوز در كف سيني هاي مخصوص ریخته می شوند. عبور سینی های حاوی کره های از مناطق حرارتی مختلف در کوره منجر به تف جوشی و رسیدن آن ها به حداکثر استحکام می گردد. پارامترهای مهم در مرحله تف جوشی شامل دما، زمان و اتمسفر تف جوشی است که هر یک تأثیر بسیار چشمگیری بر خواص محصول نهایی دارند.
آزمایشاتی که به طور عمده برای کنترل کیفیت این قطعات انجام می شود شامل تعیین درصد تخلخل و اندازه گیری ضخامت دیواره است. با تغییر پارامترهای فرایند و مواد اولیه، می توان کره های توخالی را با ضخامت، درصد تخلخل و جنس مورد نظر تولید نمود.
لینک دانلود 13 تصویر فوم فلزی و ساخت ساچمه توخالی بدون در فولادی
منبع: وبلاگ متالورژی دیتا
نظرات
ارسال یک نظر