Określenie możliwości wytwarzania kompozytów Al-Cu w procesie recyklingu drobnych frakcji metali

Plastic consolidation of highly fragmented materials is a cost-effective way to recover aluminum alloys. In this process, metal in the form of chips, powders, or ribbons omits the melting step that is typical for conventional scrap recycling; by that, it significantly reduces both energy expenses and material losses. By reducing the number of operations, the cost of labor and expenditures on environmental protection can be decreased. In addition, the solid bonding of metals in highly dispersed forms allows us to create heterogeneous structures that could be difficult to obtain in traditional processes. In the present study, the influence of the addition of Cu powder (99.7 wt.%) on the bonding quality of aluminum powder (99.7 wt.%) during hot extrusion is being examined. The examined materials contained aluminum powder with the addition of 5 wt.% of Cu powder. The mixture of these powders were cold compacted to produce an 80-mm-long charge for the extrusion process. Plastic consolidation was conducted at three different temperatures: 300°, 350°, and 400°C. As a result, rods 8 mm in diameter were obtained. Mechanical tests combined with microstructure observations and electrical conductivity tests were performed for the as-extruded materials.Konsolidacja plastyczna silnie rozdrobnionych form materiałów jest ekonomicznie opłacalnym sposobem odzysku stopów aluminium. W procesie tym pomija się etap topienia, który jest integralną częścią recyklingu konwencjonalnego złomów metali takich jak wióry, proszki i taśmy. Umożliwia to znaczącą redukcję nakładów energetycznych oraz strat materiału. W wyniku zmniejszenia liczby operacji, koszty pracy oraz wydatki na ochronę środowiska mogą zostać znacznie zmniejszone. Dodatkowo konsolidacja plastyczna metali w stanie silnie rozproszonym pozwala uzyskać heterogeniczną strukturę, która może być trudna do otrzymania w tradycyjnych procesach. W niniejszej pracy badano jakość połączenia proszku Al z proszkiem Cu podczas wyciskania na gorąco (proszek Al i 5 wag.% proszku Cu). Wstępnie zagęszczony na zimno wsad o długości 80 mm wyciśnięto w trzech temperaturach: 350°C, 400°C, 450°C. W wyniku konsolidacji plastycznej otrzymano pręty o średnicy 8 mm. Dokonano obserwacji ich mikrostruktury, określono własności mechaniczne z próby jednoosiowego rozciągania oraz przeprowadzono pomiar przewodności elektrycznej