Własności trybologiczne materiałów kompozytowych na bazie stopów EN AW-2024 i EN AW-7075

• Autorzy: Kurzawa A. , Granat K. , Grodzka E. , Naplocha K. , Kaczmar J. W.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zostały przedstawione wyniki badań intensywności zużycia ściernego materiałów kompozytowych na bazie stopów EN AW-2024 i EN AW-7075 umacnianych cząstkami ceramicznymi Al₂O₃. Materiały zawierające 10÷40%obj. cząstek umacniających wytworzone metodą squeeze casting poddano ścieraniu z zastosowaniem metody pin-on-disc. Pozytywny efekt wzrostu odporności na zużycie ścierne potwierdzono dla materiałów opartych na stopie 7075 umocnionych od 10 do 30%obj. Al₂O₃. Umocnienie cząstkami stopu 2024, chociaż nieznacznie podniosło ich odporność na ścieranie przy zawartościach objętościowych cząstek ceramicznych 10 i 20% obj. to nie jest jednak satysfakcjonujące. Siła docisku próbki wpływa w zasadniczy sposób na intensywność zużycia materiałów kompozytowych. Pod mniejszym ciśnieniem 0,2 MPa pomiędzy próbką a tarczą materiały kompozytowe wykazały ok. 2-3 krotnie większą odporność na zużycie w porównaniu do stopu nieumocnionego. Zwiększenie ciśnienia do 1,0 MPa i 1,2 MPa spowodowało zwiększenie szybkości zużycia próbek, w szczególności dla materiałów zawierających 40% obj. cząstek Al₂O₃. Materiały kompozytowe na osnowie stopu AW-2024 generowały o ok 20÷25% większe opory tarcia od materiałów wytworzonych na osnowie stopu AW-7075. W wyniku analizy powierzchni ścierania stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości objętości cząstek umacniających zmieniał się charakter zużycia z mieszanego, adhezyjno-ściernego występującego w kompozytach z 10% obj. cząstek Al₂O₃ w typowo ścierne występujące w materiałach zawierających 40% obj. udział umocnienia. Stopień zużycia przeciwpróbki silnie zależał od użytego materiału osnowy. Pomimo że stop nieumocniony AW-2024 wpływał na zużycie żeliwnej tarczy wolniej od stopu AW-7075, to jednak w materiałach zawierających umocnienie tendencja była odwrotna. Chropowatość Ra dna rowka przeciwpróbki potwierdza głębsze bruzdowanie przy ścieraniu kompozytów wytworzonych na osnowie stopu AW-2024. Największą chropowatość wykazały powierzchnie tarcz na których ścierano próbki z zawartością 10% obj. cząstek. Wraz ze wzrostem udziału cząstek w materiałach kompozytowych chropowatość przeciwpróbki maleje.

Słowa kluczowe

PL

materiał kompozytowy; tlenek glinu; własności trybologiczne

EN

composite material; alumina; tribological properties

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, iss. 1 spec.
• Strony: 97--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kurzawa A.

• Institute of Machine Engineering and Automation, Wroclaw University of Technology, Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Granat K.

• Institute of Machine Engineering and Automation, Wroclaw University of Technology, Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Grodzka E.

• Institute of Machine Engineering and Automation, Wroclaw University of Technology, Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Naplocha K.

• Institute of Machine Engineering and Automation, Wroclaw University of Technology, Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Kaczmar J. W.

• Institute of Machine Engineering and Automation, Wroclaw University of Technology, Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Kurzawa, A., Grodzka, E., Janus A., Kaczmar J. W. (2012). Tribological properties of AC44200 based composites strenghead with Al2O3 particles. Archives of Foundry Engineering. 12(spec. 2), 33-36.
• [2] Kaczmar, J. W., Janus, A., Kurzawa, A. (2002). Basic manufacturing technology for machine parts of aluminium-matrix composites zonally reinforced with ceramic particles. KBN Research Project No. 7 T07D 03018.
• [3] Narayan, M., Surappa M. K. & Pramila Bai B. N. (1995). Dry sliding wear of Al alloy 2024-Al2O3 particle metal matrix composites. Wear. 181-183, 563-570.
• [4] Dasgupta, R. & Meenai, H. (2005). SiC particulate dispersed composites of an Al–Zn–Mg–Cu alloy: Property comparison with parent alloy. Materials Characterization. 54, 438–445.
• [5] Kurzawa, A. (2007). Wear properties of AW-AlCu4Mg2Mn – SiC composite materials. Visnik Chmel'nickogo Nacional'nogo Universitetu. 4(2), 44-47.
• [6] Lawrowski, Z. (1993). Tribologia – tarcie, zużywanie i smarowanie. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [7] Kök, M. & Özdin, K. (2007). Wear resistance of aluminium alloy and its composites reinforced by Al2O3 particles. Journal of Materials Processing Technology. 183, 301-309.
• [8] Jayaganthan, R., Brokmeiera, H. G., Schwebke, B. & Panigrahi, S. K. (2010). Microstructure and texture evolution in cryorolled Al 7075 alloy. Journal of Alloys and Compounds. 496, 183–188.
• [9] Prasad, S. V. & Asthana, R. (2004). Aluminum metal–matrix composites for automotive applications: tribological considerations. Tribology Letters. 17(3), 445-453.
• [10] Nakai, M. & Eto ,T. (2000). New aspects of development of high strength aluminum alloys for aerospace applications. Materials Science and Engineering. A285, 62-68.
• [11] Sahin, Y. & Kilicl,i V.(2011). Abrasive wear behaviour of SiCp/Al alloy composite in comparison with ausferritic ductile iron. Wear. 271, 2766-2774.