Co to jest mieszanie tarciowe?
Przetwarzanie z mieszaniem tarciowym jest techniką metalurgiczną, która łączy metale poprzez zwiększone tarcie bez ich stopienia. Metoda przetwarzania z mieszaniem tarciowym rozpoczyna się od umieszczenia narzędzia przez kawałek metalu. Następnie narzędzie szybko porusza metal, zwiększając ciepło i tarcie, aż oddzielne kawałki metalu w maszynie połączą się ze sobą. Zwykle nie powoduje to żadnej zmiany fazy, która zwykle jest potrzebna do łączenia metali. Oprócz zmniejszenia zużycia energii poprawia to również mikrotwardość metalu oraz jego wytrzymałość na rozciąganie i zmęczenie.
Aby rozpocząć obróbkę z mieszaniem tarciowym, kilka kawałków metalu umieszcza się w procesorze mieszającym. Główny kawałek metalu, ten, który łączą inne metale, ma przebijający go pręt. Ten pręt jest metalowy, ale nie jest wchłaniany podczas przetwarzania, ponieważ ma jedynie na celu zwiększenie tarcia i pomoc w przetwarzaniu.
Pręt następnie zaczyna działać, przesuwając główny kawałek metalu. Z biegiem czasu ruchy stają się bardziej intensywne, powodując narastanie tarcia między wszystkimi różnymi kawałkami metalu. Gdy wytwarzane jest wystarczające tarcie w procesie mieszania tarciowego, wszystkie metale łączą się w jeden.
Chociaż istnieje wiele sposobów łączenia kawałków metalu, przetwarzanie mieszaniem tarciowym różni się od większości, ponieważ podczas procesu łączenia nie zachodzi zmiana fazy. Metal zwykle musi zostać stopiony lub przekształcony z ciała stałego w płyn. W procesie tarcia intensywne tarcie ma wystarczającą siłę, aby spowodować połączenie metali, chociaż wszystkie pozostają stałe podczas procesu.
Istnieje wiele korzyści z zastosowania przetwarzania z mieszaniem tarciowym. Jedną z takich korzyści jest oszczędność energii. Kiedy metal musi się stopić, wymaga to ogromnej ilości ciepła, co wymaga dużo energii i wielu specjalistycznych narzędzi stworzonych do zatrzymywania niezwykle gorącego stopionego metalu. Jest to kosztowne i może być bardzo niebezpieczne, jeśli którykolwiek ze stopionego metalu ucieknie, a pracownicy zostaną na niego narażeni.
Inną zaletą tego procesu jest to, że sam metal jest często ulepszany znacznie bardziej niż w przypadku innych operacji metalurgicznych. Na przykład mikrotwardość, wytrzymałość zmęczeniowa i wytrzymałość na rozciąganie zwykle są podwójne lub potrójne, w zależności od zastosowanych i połączonych metali. Zastosowanie wysokiej temperatury może również zmiękczyć metal po obróbce, co może stanowić problem, jeśli niezwykle twardy metal jest potrzebny do budowy, testów laboratoryjnych lub jakiegokolwiek innego celu.