همزدن مکانیکی یکی از روشهای شکلدهی نیمه جامد است که برای تولید قطعات ریختگی با ساختار کروی از آلیاژها با نقطه ذوب پایین کاربرد وسیعی یافته است. طراحی آزمایشات به عنوان روشی برای بهبود کیفیت و افزایش بهره وری در انجام و تحلیل آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق با استفاده از روش تاگوچی اثرات پارامترهای موثر بر ریزساختار و میزان سختی آلیاژ آلومینیوم a356 که توسط روش همزدن مکانیکی به صورت ثقلی در داخل یک قالب فلزی ریخته گری شده، مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای متغیر مورد بررسی در این تحقیق، میزان نرخ برشی، مدت زمان همزدن، درصد کسر جامد و دمای قالب فلزی در نظر گرفته شده اند. سپس با کمک الگوریتم ژنتیک بر مبنای شبکه عصبی، پارامترهای ذکر شده جهت دستیابی به بهترین ریزساختار از لحاظ اندازه و توزیع ذرات فاز ?-al موجود در آلیاژ نیمه جامد فلزی، بهینه شده اند. شبکه عصبی به عنوان یک ابزار قدرتمند در ارتباط دادن بین متغیر های ورودی و خروجی جهت مدل کردن فرآیند مورد استفاده قرار گرفت. جهت ایجاد شبکه عصبی از نتایج تستهای آزمایشگاهی استفاده شد. این شبکه در مرحله بعد به عنوان تابع هدف در الگوریتم ژنتیک مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت از الگوریتم ژنتیک برای به دست آوردن پارامترهای ورودی بهینه، به منظور دستیابی به بهترین ریزساختار، استفاده گردید. نتایج تطابق خوب بین الگوریتم ژنتیک بر مبنای شبکه عصبی و تست آزمایشگاهی انجام شده با کمک پارامتر های بهینه را نشان می دهد. نتایج حاصل نشان می دهد که شرایط بهینه در این روش با استفاده از الگوریتم ژنتیک، سرعت همزدن 305 دور بر دقیقه، دمای همزدن 606 درجه سانتیگراد، مدت همزدن 10 دقیقه و دمای پیشگرم قالب 120 درجه سانتیگراد می باشد. نتیجه حاصل از انجام تست مربوطه با شرایط بهینه، ریزساختاری با سختی75.9 می باشد.

روش sima با اعمال کرنش در ماده ی اولیه و سپس گرمایش مجدد ساختار کروی حاصل می گردد. در این پژوهش با استفاده از فرآیند sima، اثر پارامتر های موثر بر مورفولوژی، ریزساختار و میزان سختی آلیاژ آلومینیم a360 مورد ارزیابی قرار گرفت. متغیرهای مورد بررسی، میزان تغییر شکل اولیه، دما و زمان نگهداری در محدوده ی نیمه جامد بودند. از آنالیز sem و eds برای بررسی ساختار و شناسایی ترکیبات بین فلزی استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش تغییر شکل اولیه از 15% تا 25% باعث کاهش اندازه ی دانه و افزایش میزان کرویت ذرات شد. اما تغییر شکل بیشتر از 25% اندازه ی دانه را افزایش و میزان کرویت ذرات را کاهش داد. با افزایش زمان نگهداری، متوسط اندازه ی دانه ها افزایش یافت و پس از 35دقیقه به µm125 رسید. همچنین با افزایش دمای نگهداری،میزان کرویت ذرات و اندازه ی سختی ذرات ابتدا افزایش می یابد و در ?c580 به بیش ترین مقدار خود می رسد و سپس مجدداً کاهش می یابد. شرایط مطلوب برای این روش، تغییر شکل 25%، دمای نگهداری c580 و مدت زمان 25دقیقه انتخاب شده است.

مزایای استفاده از فرآیندهای نیمه جامد کاهش میزان تخلخل های گازی و انقباضی و اصلاح ریزساختار است که بهبود خواص مکانیکی قطعه را بدنبال دارد. در این تحقیق از روش سطح شیب دار خنک شونده به منظور تولید شمشال های اولیه استفاده شده است. هدف اصلی این مرحله تولید شمشالی با ریزساختار مطلوب از نظر کوچکترین اندازه دانه و بالاترین فاکتور شکل بوده که این امر از طریق ایجاد شرایط بارریزی کنترل شده و یکنواخت با قابلیت کنترل اتمسفر محقق گردید. در مرحله بعد با استفاده از شمشال به دست آمده و از طریق فرآیند آهنگری با شمش نیمه جامد، تولید قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62 بدلیل داشتن دیواره های صاف و نازک صورت پذیرفت. هدف بخش دوم تولید قطعه ای صنعتی نزدیک به شکل نهایی با استحکام مناسب بود. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فرآیند سطح شیب دار شامل دما، طول و زاویه سطح شیب دار، دما و نرخ بارریزی به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفت. برای اینکه بتوان اثر پارامترهای متقابل را مورد بررسی و تحلیل قرار داد از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای فرآیند و عوامل موثر بر غیردندریتی شدن ریزساختار که شامل نرخ برش، مدت زمان اعمال آن و کسر جامد دوغاب می باشند، با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و از طریق نرم افزار flow-3d بررسی گردید. در ضمن بدلیل اینکه آلومینیم فلزی است که بخصوص در حالت مذاب قابلیت واکنش شیمیایی و حلالیت فیزیکی با اجزای هوای محیط بخصوص اکسیژن و هیدروژن را دارد که منجر به ایجاد ترکیبات اکسیدی و تخلخل در شمشال می شود تاثیر کنترل اتمسفر توسط گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم نیز بعد از تولید قطعه سالم، تاثیر عوامل موثر نظیر دمای قطعه و قالب، مدت زمان نگهداری قطعه در دمای نیمه جامد، فشار اعمالی به قطعه و سرعت رام پرس بررسی گردید. برای داشتن تحلیل دقیق تر و برقراری روابط حاکم در تاثیر عوامل موثر با استفاده از نرم افزار deform-3d، شبیه سازی هایی با شرایط حاکم انجام پذیرفت و با نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مطلوب ترین نتیجه از نظر بالاترین درصد کرویت بیشترین مقدار سختی و کوچکترین اندازه دانه در نرخ بارریزی ml/s8، طول سطح mm400، زاویه سطح ?40 و دمای بارریزی c?625 بدست می آید. در این شرایط درصد کرویت و اندازه دانه ها به ترتیب حدود 77% و µm76 و مقدار سختی حدود hb80 می شود. همچنین اثر متقابل پارامترها، تاثیر بیشتری را بر مقادیر خروجی نسبت به تاثیر هر پارامتر به صورت مجزا داشته که در این میان اثر متقابل پارامتر طول سطح شیب دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 40% و اثر متقابل پارامترهای دمای بارریزی، طول سطح شیب دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 17% دارای بیشترین تاثیر می باشند. در ضمن با بکارگیری اتمسفر محافظ بدلیل کاهش میزان ناخالصی و تخلخل در ریزساختار، شکل پذیری و استحکام آلیاژ به ترتیب 5/17% و 28% افزایش می یابد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیه سازی نیز نشان می دهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، در صورتی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد باشد، باید نرخ برش و انرژی تلاطم را تا حد امکان بالا برد. در ضمن شبیه سازی انجام گرفته در بخش آهنگری نیمه جامد و ارائه پارامترهای وابسته به نرم افزار، به خوبی سیلان آلیاژ را در حالت نیمه جامد تقریب زده و تطابق خوبی را با نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی نشان می دهد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای قالب از °c25 به °c450، مقدار تناژ پرس 21% کاهش پیدا می کند. همچنین دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشت تر و ناهمگن در آلیاژ می شود که این امر باعث کاهش تقریبی 13% سختی در نمونه ها شده است. با افزایش دمای قطعه و مدت زمان نگهداری در آن دما، رشد دانه ها به دلیل پدیده رایپنینگ اتفاق افتاد. نتایج نشان می دهد که اندازه دانه ها برای مدت زمان نگهداری min 5، با افزایش دما از 570 به °c600 به میزان 5% و در دمای °c570 با افزایش زمان نگهداری از 5 به min 30 به میزان 74% افزایش می یابد.

چکیده ندارد.