ENCYCLOPÉDIE DE LA RECHERCHE SUR L’ALUMINIUM AU QUÉBEC 2013 | Page 46

44 NOUVEAUX PRODUITS ET MATÉRIAUX À BASE D'ALUMINIUM NEW ALUMINIUM BASED PRODUCTS AND MATERIALS FRITTAGE PAR SPS D’AL 7075 AVEC DIFFÉRENTES GÉOMETRIES DE MATRICES FRITTAGE PAR SPS D’Al 7075 AVEC DIFFÉRENTES GÉOMÉTRIES DE MATRICES SINTERING OF Al 7075 BY SPS WITH DIFFERENT SINTERING OF Al 7075 BY SPS WITH DIFFERENT DIE GEOMETRIES DIE GEOMETRIES Institution/LAB LOGO-1 M.M.Tünçay11, Author2 Auteur , M. Brochu1 1 1 Département et Institution 1 Department of Mining and Materials Engineering, McGill University, Montreal, Quebec 2 department and Institution 2. Institution/LAB LOGO-2 INTRODUCTION Spark Plasma Sintering (SPS) is a powder metallurgy process, which uses uniaxial pressure and pulsed direct electrical current to perform a high speed powder consolidation. It is mostly used for simple shapes as discs and cylinders; however the fabrication of near-net shape or complex components by SPS is not well understood. Homogeneity of the microstructure is a key parameter, which would be affected by the shape. OBJECTIVES This study aims; • To produce cylindrical, triangular and hexagonal Al 7075 samples by SPS under same sintering conditions and, • perform the relative density measurements and porosity investigation of each specimen. METHODOLOGY 1. Material Atomized Al 7075 powder (20 µm average particle size) 2. Spark Plasma Sintering 100 C/min heating rate, 375 C sintering temperature with 1 min dwell period, 50 MPa pressure 3. Relative Density Archimedean method 4.Porosity Investigation Optical microscope Cylindrical die-punches Hexagonal die-punches Triangular die-punches PRIX // AWARD Dimensions are in “mm” RESULTS Mehmet Masum Tünçay Mathieu Brochu Département de génie des mines et des matériaux, Université McGill Cylindrical sample center Hexagonal sample center Triangular sample center Optical microscope image analysis Cylindrical Sample Average Porosity (%) Hexagonal Sample Triangular Sample 0.22 0.41 0.67 CONCLUSION - Both Archimedean measurements and optical microscope image analysis showed an increase in relative density from triangular to cylindrical specimen. - As the geometry gets closer to circle, relative density of final product increases. Journée des étudiants – REGAL Spark Plasma Sintering (SPS) is a powder metallurgy process, which uses uniaxial Le Spark Plasma Sintering (SPS) est un procédé de métallurgie des poudres qui Palais des congrès de Montréal, pressure and pulsed 2013 electrical current to perform a high speed powder QC, Canada, 22 octobre direct associe l’application d’une pression uniaxiale et d’un courant électrique continu consolidation. It is mostly used for simple shapes as discs and cylinders; however pour effectuer la consolidation d’une poudre de manière extrêmement rapide. Ce the fabrication of near-net shape or complex components by SPS is not well procédé est utilisé principalement pour la fabrication de formes simples telles understood. Homogeneity of the microstructure is a key parameter, which would que des disques ou des cylindres, mais la fabrication de composants aux formes be affected by the shape. This study focused on producing cylindrical, triangular précises ou complexes est encore mal connue. L’homogénéité de la microstructure and hexagonal Al 7075 samples by SPS under same sintering conditions and est un paramètre clé qui peut être affecté par la géométrie. Cette étude porte performing the relative density measurements and porosity investigation of each sur la fabrication de composants cylindriques, triangulaires ou hexagonaux specimen. Cylindrical specimens have 20 mm diameter and equilateral triangle d’échantillons d’Al 7075 par SPS sous des conditions de frittage similaires, ainsi and hexagon samples are formed by a circumscribed circle 20 mm in diameter. que sur les mesures de densité relative et de porosité de chaque échantillon. Samples were heated to 375°C with 100°C/min heating rate and held at that Les échantillons cylindriques mesurent 30 mm de diamètre et les échantillons temperature for 1 min. Applied pressure during the process was 50 MPa. triangulaires équilatéraux et hexagonaux sont formés par un cercle circonscrit de 20 mm de diamètre. Les échantillons ont été frittés à 375°C avec une vitesse de montée en température de 100°C/min et un maintien en température de 1 min. La pression appliquée au cours du procédé est de 50 MPa.