بخشی از مقاله
چکیده
فرایند نورد سرد پیوندی - Cold Roll Bonding-CRB - به عنوان یک روش اتصال در حالت جامد در ساخت ورقها و فویلهای لایهای به دلیل ویژگیهای کاربردی منحصر به فرد آنها در مقایسه با سایر روشهای دیگر گسترش بسیار زیادی داشته است. در این پژوهش، این فرایند بر روی ورقهای آلومینیم خالص تجاری - AA1050 - در حضور و عدم حضور ذرات کاربید بور-کاربید سیلیسیم - B4C-SiC - انجام گرفت و استحکام پیوند آنها با استفاده از آزمون لایهکنی - Peeling Test - اندازهگیری شد و مقایسه گردید. همچنین تاثیر پارامترهای فرایند مانند میزان تغییر شکل - کاهش در ضخامت - و مقدار ذرات تقویت کننده بر روی استحکام پیوند مورد بررسی قرار گرفت . نتایج به دست آمده حاکی از این است که با افزایش درصد وزنی ذرات تقویت کننده روی سطح آلومینیوم، میزان حداقل کاهش ضخامت جهت اتصال اولیه یا به عبارت دیگر تغییر شکل آستانه افزایش مییابد، همچنین افزودن ذرات باعث کاهش استحکام پیوند بین ورقهای آلومینیوم میشود. در نهایت به منظور ارزیابی شرایط سطحی نمونه ها پس از آزمون لایهکنی، از میکروسکوپ نوری - OM - و میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - استفاده شد و نتایج به دست آمده با نتایج قبل مقایسه گردید.
واژه های کلیدی: نورد سرد پیوندی، استحکام پیوند، ذرات کاربید بور-کاربید سیلیسیم
مقدمه
کامپوزیتهای زمینه فلزی تقویت شده با ذرات، گروهی از مواد مهندسی پیشرفته هستند که در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. افزودن یک فاز سرامیکی سخت به زمینه نسبتا نرم آلیاژی مانند آلومینیوم، خواص خزشی، سایشی و استحکام آلیاژ را به میزان قابل توجهی ارتقا میدهد .[1] کامپوزیتهای زمینه فلزی هیبریدی دستهای از مواد مهندسی هستند که توسط دو یا تعداد بیشتری از ذرات تقویت کننده به منظور بهرهمندی از مجموعه خواص آنها ساخته شدهاند. همین موضوع درجه آزادی در انتخاب مواد مهندسی را افزایش می دهد .[2]
یکی از روشهای تولید کامپوزیتهای فلزات شکلپذیر از جمله آلومینیم، فرایند نورد سرد پیوندی - CRB - 1 است که قابلیت تولید کامپوزیتهای فلزی به شکل ورق را دارد 3]و . [4 نورد سرد پیوندی، نوعی فرایند جوشکاری حالت سرد است که پیوند به وسیلهی تغییر شکل پلاستیکی حاصل از نورد برقرار میشود. هنگامی که تغییر شکل آغاز میشود، انبساط سطح موجب شکستن لایهی اکسیدی سطوح شده و فشار نورد باعث میشود که فلز بکر زیرین از بین این لایهها اکسترود شده و در اثر بهم رسیدن این فلزات، پیوند بین ورقهای فلزی ایجاد میشود .[5]
تاکنون محققان مختلفی بر استحکام پیوند بین ورقهای کامپوزیتی، [6] Al/TiH2، 7] Al/Al2O3و[8 و [9] Al/TiO2 ساخته شده به روش CRB و پارامترهای موثر بر آن تحقیقات وسیعی انجام دادهاند. براساس مطالعات انجام شده، هیچ پژوهشی در مورد استفاده همزمان از ذرات B4C و SiC و تاثیر آن روی استحکام پیوند بین ورقهای آلومینیم وجود ندارد. از آنجا که آلومینیم/کاربید بور-کاربید سیلیسیم یک کامپوزیت شناخته شده با خواص بسیار عالی می باشد 10]و[11، بررسی حضور این ذرات و تاثیر آن روی استحکام پیوند ورق های آلومینیم امری ضروری به نظر میرسد، زیرا میتوان با بررسی و بهینه سازی این پارامتر و انجام نورد سرد پیوندی، کامپوزیتی با بهترین خواص مکانیکی تولید کرد.
در این پژوهش، تاثیر حضور ذرات کاربید بور-کاربید سیلیسیم و همچنین مقدار آن بر استحکام پیوند ورقهای آلومینیم مورد بررسی قرار میگیرد. علاوه بر آن تاثیر مقدار کاهش در ضخامت در حضور و عدم حضور ذرات کاربید بور-کاربید سیلیسیم نیز بررسی میشوند. در انتها با استفاده از میکروسکوپ نوری - OM - و میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - شرایط سطحی نمونهها پس از آزمون لایهکنی ارزیابی می شود.
مواد و روش تحقیق مواد اولیه
ورقهای آلومینیم خالص تجاری - که مشخصات آن در جدول 1 آورده شده است - با ابعاد 150mm ×40mm ×1mm که موازی با جهت نورد بریده شده بودند برای انجام این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند.
