مروری بر روش‌های بازیافت حالت جامد براده‌های ماشینکاری فلزات

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

استادیار دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

چکیده

براده‌های ماشینکاری فلزات از جمله مهمترین منابع بازیافت به‌شمار می‌روند که بازیافت و برگرداندن آنها به چرخه تولید می‌تواند منافع بسیاری برای واحدهای تولیدی به‌همراه داشته باشد و از هدررفت منابع جلوگیری کند. با توجه به بازده پایین روش‌های ذوبی و ملاحظات زیست‌محیطی، محققان همواره درپی روش‌هایی بوده‌اند تا از این طریق عملیات بازیافت به ساده‌ترین حالت و زیر دمای ذوب فلز انجام شود. هدف این مقاله، ارائة گزارشی دربارة مهم‌ترین فرایندهای موجود در بازیافت حالت جامد براده­های ماشینکاری فلزات گوناگون است. در این رهگذر، با مرور تاریخچة بازیافت حالت جامد به بررسی چهار فرایند اکستروژن گرم، تغییر شکل پلاستیکی شدید، فورج و اکستروژن اصطکاکی پرداخته می‌شود. در هر بخش سعی شده است تا با ارائة توضیحات، مقایسة روش­های معمول و درکی مطلوب از مزایا و محدودیت­های هر یک از روش­ها ممکن شود. مرور تاریخچة فرایندهای حالت جامد نشان می‌دهد که این فرایندها می‌توانند جایگزین مناسبی برای فرایندهای ذوبی محسوب شوند.

کلیدواژه‌ها


[1] M. Mabuchi, K. Kubota, K. Higashi, New Recycling Process by Extrusion for Machined Chips of AZ91 Magnesium and Mechanical Properties of Extruded Bars, Mater. Trans. JIM, vol. 36, no. 10, pp. 1249–1254, 1995.

[2] M. Nakanishi, M. Mabuchi, K. Kubota, K. Higashi, Relationship Between Extrusion Ratio and Mechanical properties of Extruded Machined-chips of AZ91 Magnesium Alloy, J. Japan Soc. Powder Powder Metall., vol. 42, no. 3, pp. 373–377, 1995.

[3] S. N. A. Rahim, M. A. Lajis, S. Ariffin, A Review on Recycling Aluminum Chips by Hot Extrusion Process, Procedia CIRP, vol. 26, pp. 761–766, 2015.

[4] J. R. Duflou etal., Environmental assessment of solid state recycling routes for aluminium alloys: Can solid state processes significantly reduce the environmental impact of aluminium recycling?, CIRP Ann. - Manuf. Technol., vol. 64, no. 1, pp. 37–40, 2015.

[5] M. Haase, A. E. Tekkaya, Recycling of Aluminum Chips by Hot Extrusion with Subsequent Cold Extrusion, Procedia Eng., vol. 81, pp. 652–657, 2014.

[6] M. Stern, Method for treating aluminum or aluminum alloy scrap, US2391752 A, 1945.

[7] Y. Chino, M. Mabuchi, Deformation Characteristics of Recycled AZ91 Mg Alloy Containing Oxide Contaminants, Mater. Trans., vol. 49, no. 5, pp. 1093–1100, 2008.

[8] M. Hu, Z. Ji, X. Chen, Z. Zhang, Effect of chip size on mechanical property and microstructure of AZ91D magnesium alloy prepared by solid state recycling, Mater. Charact., vol. 59, no. 4, pp. 385–389, Apr. 2008.

[9] Y. Estrin, A. Vinogradov, Extreme grain refinement by severe plastic deformation: A wealth of challenging science, Acta Mater., vol. 61, no. 3, pp. 782–817, Feb. 2013.

[10] M. Haase, N. Ben Khalifa, A. E. Tekkaya, W. Z. Misiolek, Improving mechanical properties of chip-based aluminum extrudates by integrated extrusion and equal channel angular pressing (iECAP), Mater. Sci. Eng. A, vol. 539, pp. 194–204, Mar. 2012.

[11] J. R. Cui, W. Guo, H. J. Roven, Q. D. Wang, Y. J. Chen, T. Peng, Recycling of Aluminum Scrap by Severe Plastic Deformation, Mater. Sci. Forum, vol. 667–669, pp. 1177–1182, Dec. 2010.

[12] A. Luo, Processing, microstructure, and mechanical behavior of cast magnesium metal matrix composites, Metall. Mater. Trans. A, vol. 26, no. 9, pp. 2445–2455, 1995.

[13] T. Luangvaranunt, K. Kondoh, T. Aizawa, A Novel Process to Form Al-12 mass%Si Bulk Material from Machined Chips using Bulk Mechanical Alloying, Mater. Trans., vol. 43, no. 5, pp. 1178–1182, 2002.

[14] K. Kondoh, T. Luangvaranunt, T. Aizawa, Solid-State Recycle Processing for Magnesium Alloy Waste via Direct Hot Forging, Mater. Trans., vol. 43, no. 3, pp. 322–325, 2002.

[15] R. A. Behnagh, N. Shen, M. A. Ansari, M. Narvan, M. K. Besharati Givi, H. Ding, Experimental Analysis and Microstructure Modeling of Friction Stir Extrusion of Magnesium Chips, J. Manuf. Sci. Eng., vol. 138, no. 4, p. 41008, Oct. 2015.

[16] W. Tang, A. P. Reynolds, Production of wire via friction extrusion of aluminum alloy machining chips, J. Mater. Process. Technol., vol. 210, no. 15, pp. 2231–2237, Nov. 2010.

[17] R. A. Behnagh, R. Mahdavinejad, A. Yavari, M. Abdollahi, M. Narvan, Production of Wire From AA7277 Aluminum Chips via Friction-Stir Extrusion (FSE), Metall. Mater. Trans. B, vol. 45, no. 4, pp. 1484–1489, Aug. 2014.

[18] M. SHARIFZADEH, M. ali ANSARI, M. NARVAN, R. A. BEHNAGH, A. ARAEE, M. K. BESHARATI GIVI, Evaluation of wear and corrosion resistance of pure Mg wire produced by friction stir extrusion, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, vol. 25, no. 6, pp. 1847–1855, Jun. 2015.

[19] S. COMPANY, Direct Solid-State Conversion of Recyclable Metals and Alloys, 2012.