Lekkie materiały kompozytowe na osnowie proszku aluminium umocnione cząstkami węglika krzemu otrzymane przez kucie matrycowe i wyciskanie

• Autorzy: Szczepanik S.

Warianty tytułu

EN

Light PM aluminium based composite reinforced with SiC particles processed by closed-die forging and extrusion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W warunkach izotermicznych realizowano kucie w matrycach zamkniętych wyprasek wykonanych z warstw proszku aluminium i mieszanek tego proszku z węglikiem krzemu w ilości 10 % mas. Określono wpływ kucia wyprasek na twardość, wytrzymałość na ściskanie oraz na zginanie próbek pobranych z otrzymanych odkuwek. Przedstawiono również przykład kucia matrycowego wyrobów warstwowych oraz budowę kompozytu hybrydowego z otrzymanego kompozytu w wyniku kuciu. Materiały do wyciskania i ciągnienia wykonano z wyprasek z proszku aluminium RAl-1 oraz mieszanki tego proszku z proszkiem węglika krzemu SiC w ilości 10 % mas. Wyciskanie realizowano w warunkach izotermicznych przy temperaturze 480 °C ze współczynnikiem 4,2. Wyciskane próbki przeciągano na średnicę 16 mm. Względna zmiana przekroju w wyniku ciągnienia wyniosła 0,9. Z wyciskanych i ciągnionych wyrobów pobrano próbki wzdłużne do ściskania. Ciągnienia spowodowało umocnienie materiału. Granica plastyczności osnowy aluminiowej zwiększyła się o ok. 10 MPa, a naprężenie uplastyczniające przy odkształceniu 0,75zwiększyła się ze 160 do 180 MPa. Efektem umocnienia materiału kompozytowego Al-10-%SiC jest zmiana granicy plastyczności, która zwiększyła się ze 115 MPa do 138 MPa, a naprężenie uplastyczniające przy odkształceniu 0,75 podczas ściskania zwiększyło się ze 150 MPa do 185 MPa, Widoczny jest wpływ umocnienia osnowy aluminiowej w wyniku odkształcenia, a w kompozycie dodatkowo wpływ mikrometrycznych cząstek węglika krzemu na umocnienie tworzywa.

EN

Forming of materials from aluminium powder and mixtures of this powder and silicon carbide particles is reported. Twolayer performs based on these materials were hot closed-die forged in isothermal conditions. The influence of the content of the component layers on changes in the forging force was qualitatively investigated. Room temperature bend strengths of the two-layer products, depending on the stacking sequence, were evaluated. The plastic flow process of individual layers was analysed. The preforms from RAl-1 aluminium powder and its mixture with 10 % SiC particles were extruded at the temperature of 480 °C, with extrusion ratio 4.2. After cold drawing with the ratio 0.9, the yield stress of aluminum matrix increased from 70 to 80 MPa. Reinforced aluminium with SiC particles has a higher yield stress than matrix material after extrusion. After drawing, the yield stress increased from 115 to 138 MPa. The critical strains during the compression test for aluminum matrix and composite are higher than 0.75.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; kompozyt; materiał dwuwarstwowy; proszek aluminium; cząstki węglika krzemu; kucie matrycowe; wytrzymałość na zginanie

EN

powder metallurgy; composite; two-layer material; aluminum powder; silicon carbide particles; closed-die forging; extrusion, drawing; bend test; compression test

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 11
• Strony: 692--697
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Szczepanik S.

• AGH Akademia Górniczo Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Szczepanik S.: Gradient Materials on aluminum alloy basis obtained from powders by hot forming. Inżynieria materiałowa 2007, t. 28, nr 2-3, s. 602-605.
• 2. Kieback B., Meyer-Olbersleben F.: Bautaile mit konträren Eigenschaften aus Gradientenwerkstoffen herstellbar. Maschinenmarkt 1999, nr 105, s. 38.
• 3. Polowski W., Szczepanik S.: Próby nagniatamia kompozytów metalowych wykonanych na osnowie proszku aluminium i jego stopów. Materiały II Konferencji Szkoły Obróbki Skrawaniem: Obróbka skrawaniem: innowacje, pod red. Jerzego Stósa. Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania, 2008, s. 385-393.
• 4. Szczepanik S., Wojtaszek M.: Struktura i wybrane własności kompozytów warstwowych ze stopów Fe-Al otrzymanych metodą metalurgii proszków po zagęszczaniu w matrycy zamkniętej. Kompozyty 2008, t. 4 , nr 8, s. 317-321.
• 5. Szczepanik S.: Modelling of forming processes of two-component Al-Al alloy composites. Kompozyty 2009, t. 1, nr 9, s. 24-28.
• 6. Szczepanik S.: Przeróbka plastyczna matariałów spiekanych z proszków i kompozytów. AGH UWN-D, Kraków 2003.
• 7. Szczepanik S., Raβbach S.: Hot forming of aluminium based gradient materials. ESAFORM the 5th International Conference on Material Forming. Kraków, s. 335-338.
• 8. Szczepanik S., Lehnert W.: The formability of theAl-5%SiC composite obtained using P/M method. Journal of Materials Processing Technology, 1996, nr 80, s. 703-709.
• 9. Szczepanik S., Wojtaszek M., Nikiel P., Krawiarz J.: Wybrane własności kompozytów na osnowie proszku aluminium, umocnionych cząstkami SiC, otrzymanych przez wyciskanie na gorąco. Rudy Metale 2012, t. 57, nr 12, s. 857-863.
• 10. Mordike B. I., Keiser K. U.: Bautaile aus pulvermetallurgisch hergestellten Leichtmetall-Kurzfaser-Verbundwerkstoffen. Neue Werkstoffe, Band I, VDI Berichte, 1988, nr 670, s. 285-300.
• 11. Szczepanik S., Krawiarz J.: Struktura i wybrane własności kompozytu z gradientem składu chemicznego otrzymanego z proszku aluminium i stopu Al-Si-Fe-Cu-Mg. Kompozyty 2008, t. 8, nr 4, s. 367-374.
• 12. Szczepanik S., Wojtaszek M., Nikiel P.: Tworzywa z proszku aluminium i kompozytu Al-cząstki SiC, formowane w procesie kucia matrycowego. Rudy Metale 2011, t. 56, nr 7–8, s. 390-396.
• 13. Larstran Shape Diez R., Hindelang U., Kurz A.: Revised form of LARSTRAN 80 documentation, LASSO Ingenieurgesellschaft 1996.
• 14. Franzke M.: PEP Programmer’s Environment for Pre-/Postprocessing— Handbuch zur Version 3.30, Institut für Bildsame Formgebung, RWTH Aachen 2001.
• 15. Palkowski H.: Laminat metal-polimer-metal. Informacja i materiał uzyskano w kontakcie bezpośrednim.