بررسی تجربی و مقایسه کشش با پرس گرم ورق‌های چندلایه فلز-نانوکامپوزیت و تک‌لایه آلومینیوم

Abstract

در این مقاله، شکل‌پذیری ورق‌های چندلایه فلز-نانوکامپوزیت شامل زمینه پلی‌پروپیلن تقویت شده با ذرات نانولوله کربن چنددیواره و الیاف شیشه بافته‌شده به عنوان لایه هسته و آلومینیوم 1050 آنیل شده به عنوان لایه‌های پوسته، بصورت تجربی بررسی شد. ورق‌های چندلایه با درصدهای وزنی مختلف ذرات نانولوله کربن نسبت به فاز زمینه، تحت فرایند کشش با پرس گرم در دمای 150 درجه سلسیوس قرار گرفته و میزان عمق بیشینه کشش به‌عنوان معیاری برای میزان شکل‌پذیری اندازه‌گیری شد. مقایسه ای بین میزان عمق کشش این ورق‌های چندلایه با ورق تک‌لایه آلومینیوم 1050 آنیل شده با ضخامت یکسان انجام شد. نتایج نشان داد که فرایند کشش با پرس گرم روی ورق‌های چندلایه، منجر به جلوگیری از آسیب جدایش بین لایه‌ها می‌گردد. همچنین با اضافه شدن ذرات نانولوله کربن چنددیواره به ورق‌های چندلایه، عمق بیشینه کشش افزایش می‌یابد و پس از آن دوباره کاهش می‌یابد به‌طوری‌که در 1 درصد وزنی بیشترین عمق کشش و در 1.5 درصد وزنی به دلیل کلوخه‌ای شدن ذرات نانو درون زمینه و ایجاد اثرات مخرب بر نمونه، کمترین عمق کشش به دست آمده است. مقایسه نتایج نشان داد که میزان عمق بیشینه کشش در ورق‌های چندلایه، حدود 60 درصد میزان شکل‌پذیری ورق تک‌لایه آلومینیوم می‌باشد. این میزان شکل‌پذیری با توجه به وزن کمتر ورق چندلایه و نسبت استحکام به وزن بیشتر آن، برای اجرای فرایند شکل‌دهی با پرس این ورق‌های چندلایه و تولید محصول از آن، مطلوب می‌باشد.