مطالعه تجربی و عددی قطعات مس خالص فوق ریزدانه با استحکام بالا توسط فرآیند اکستروژن ترکیبی تجمعی

امروزه قطعات با استحکام مکانیکی بالا و رسانایی الکتریکی خوب تولید شده با فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید، جهت استفاده در صنایع الکترونیکی مورد توجه محققان مختلف قرار گرفته است. در این تحقیق، روش اکستروژن ترکیبی تجمعی به عنوان روشی مناسب در تولید قطعات مسی فوق ریز دانه ارایه شده است. بدین منظور، مس خالص به عنوان ماده اولیه در داخل مجموعه قالب قرار گرفت. در نیم سیکل اول فرایند، بیلت اولیه توسط سنبه ای از بالا بر روی یک ماندرل ثابت فشرده شد و موجب ایجاد سیلان شعاعی و مستقیم ماده در درون قالب گردید. در ادامه در نیم سیکل دوم فرآیند توسط سنبه پایینی، بیلت اولیه شکل هندسی خود را بازیابی نمود. مقدار کرنش پلاستیک تجمعی در هر سیکل فرآیند با استفاده از روابط تحلیلی محاسبه گردید. مطالعات ریز ساختاری حاکی از تغییرات قابل توجه اندازه دانه می باشد، بطوریکه اندازه دانه از مقدار اولیه µm 39 به nm 110-240 در سیکل دوم کاهش یافت. نتایج حاصل از آزمون میکرو سختی، حاکی از افزایش سختی نمونه ها از HV 57 به HV 98 بوده و همچنین استحکام کششی تسلیم و حداکثر نمونه ها به ترتیب 2.07 و 1.13 برابر در انتهای سیکل دوم افزایش یافته است. رفتار سیلان پلاستیک ماده در حین فرآیند اکستروژن ترکیبی با روش اجزای محدود و نرم افزار DEFORM-2D شبیه سازی گردید و نتایج حاصله مطابقت خوبی با نتایج تحلیلی داشت. با بررسی قابلیت هدایت الکتریکی نمونه های مسی اولیه و اکسترود شده مس خالص فوق ریز دانه با استحکام بالا و هدایت الکتریکی مناسب، در مقایسه با مس آلیاژی حاصل گردید.