การผลิตวัสดุผสมอะลูมิเนียม-อะลูมินาจากระบบอะลูมิเนียม-แมงกานีสไดออกไซด์ โดยกระบวนการตีขึ้นรูปผงโลหะ

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นการศึกษาการผลิตวัสดุผสมอะลูมิเนียม-อะลูมินา โดยกระบวนการตีขึ้นรูปผงโลหะ และผลของส่วนผสม, อุณหภูมิ, เวลา และแรงที่ใช้ในกระบวนการ การผลิตวัสดุผสมอะลูมิเนียม-อะลูมินาจากกระบวนการตีขึ้นรูปผงโลหะเริ่มจากการผสมผงอะลูมิเนียมเข้ากับผงแมงกานีสไดออกไซด์ที่ส่วนผสม 1%, 5%, 10% และ 15% โดยอะตอม ในการทดลองมีการผสมแบบสุ่มโดยการคนให้เข้ากัน และการผสมโดยเครื่อง rocking mill พบว่าการผสมโดยเครื่อง rocking mill จะให้ผงที่มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีต่อการทดลองมากกว่าการผสมแบบสุ่มโดยการคน จากการวิเคราะห์ด้วย DTA พบว่าเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนอย่างรุนแรงที่ช่วงอุณหภูมิ 190 degrees celsius-250 degrees celsius และที่ช่วงอุณหภูมิ 560 degrees celsius-650 degrees celsius เมื่อนำผงที่ได้มาทำการอัดขึ้นรูปพบว่ายิ่งปริมาณส่วนผสมของแมงกานีสออกไซด์มากขึ้นจะทำให้ความสามารถในการอัดขึ้นรูปต่ำลง ชิ้นงานเมื่อตีขึ้นรูปร้อนแล้วพบว่าการต้านทานแรงดึงมีค่าต่ำมาก เมื่อนำไปตรวจสอบด้วย XRD พบว่าการแตกตัวของแมงกานีสไดออกไซด์เกิดขึ้นไม่สมบูรณ์และไม่มีอะลูมินาเสริมแรงเกิดขึ้น นอกจากนั้นการเชื่อมประสานกันของผงยังเกิดขึ้นน้อย จึงมีการเพิ่มขั้นตอนในการอบให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 600 degrees celsius โดยใช้เวลา 10, 20, 30 และ 40 ชั่วโมงพบว่าที่อุณหภูมิสูงกว่าและเวลาที่มากกว่าจะให้ชิ้นงานที่มีความต้านทานแรงดึงดีกว่า ในการตีขึ้นรูปร้อนพบว่าความต้านทานแรงดึงของชิ้นงานมากขึ้นเมื่อแรงที่ใช้ในการตีขึ้นรูปมากขึ้น ความแข็งที่ได้พบว่าที่อุณหภูมิในการอบให้ความร้อน 650 degrees celsius และที่เวลาในการอบให้ความร้อนนานกว่าจะได้ชิ้นงานที่มีความแข็งมากกว่า ชิ้นงานวัสดุผสมอะลูมิเนียม-อะลูมินาที่ผลิตได้พบว่ามีค่าความเค้นแรงดึงสูงสุดมากที่สุดที่ 125 MPa และมีความแข็งที่ผิวสูงสุด 53.6 HV เมื่อทำการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคพบว่าอะลูมินาที่เกิดขึ้นจะเกิดที่บริเวณสัมผัสระหว่างอะลูมิเนียมกับแมงกานีสไดออกไซด์