بکارگیری فرایند پیچش با فشار بالا بمنظور تولید قطعه کارهای با طول نسبتا بلند

فرایند پیچش با فشار بالا HPT فرایندی است که در آن ماده تحت فشار هیدرواستاتیکی بالا با مکانیزم های خاصی دچار کنش پیچشی شدید می شود تا خواص مکانیکی و یا فیزیکی آن بهبود یابد. امروزه تکنیک های متداول فرایند HPT امکان تولید قطعه کارهایی با ضخامت های بیشتر از چند میلیمتر را ندارند. برای رفع این مشکل در این پژوهش تکنیک پیچش با فشار بالای تدریجی تک مرحله ای SI-HPT پیشنهاد شده است که به واسطه ان می توان محدودیت طول در قطعه کارهای تولیدی با فرایند HPT را تا حد زیادی از بین برد. بدین منظور با الهام از ایده روش پیچش با فشار ایزواستاتیک بالا IHPT یک قطعه کار بلند را به صورت مرحله به مرحله و در هر مرحله چند میلیمتر از آنرا تحت تحت فرایند HPT قرار می دهند، با این تفاوت که در طرح جدید نیازی به باز و بسته کردن قالب در هر مرحله نمی باشد و در طول کل فرایند قالب فقط یکبار باز و بسته می شود. در این روش قطعه کار داخل سوراخ مرکزی چندین ورق با ضخامت در حدود 5 میلیمتر قرار گرفته و با چرخش متوالی این ورق ها زیر فشار هیدرواستاتیک، در هر مرحله یک حجم جزیی از قطعه کار و در نهایت کل قطعه کار تبدیل به نانوساختار می شود در راستای همین مطالعه قالب پیشنهادی طراحی و ساخته شده و نمونه های مس خالص با طول 70 و قطر 10 میلیمتر مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی میکروساختار قطعات تولیدی با استفاده از روش SI-HPT توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که متوسط اندازه دانه های مس از حدود µm 50 در حالت آنیل شده به حدود nm 120 پس از فرایند شدن توسط روش SI-HPT رسیده است. همچنین مقایسه خواص مکانیکی قطعات تولیدی نشان داد که مقاومت کششی قطعات فرایند شده نسبت به قطعات انیل شده در حدود 100% بهبود داشته است.

کلیدواژه ها:

نانوساختار ، پیچش با فشار بالا ، میکروساختار ، خواص مکانیکی