Wybrane właściwości kompozytów o osnowie Al pochodzącego z odzysku materiałowego

• Autorzy: Pietrzak Krystyna , Karwan-Baczewska Joanna , Makuch Anna , Majchrowska Magdalena , Franczak Aleksandra , Klasik Adam

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.3593

Warianty tytułu

EN

Selected properties of composites based on Al derived from material recovery

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do wytworzenia kompozytów metodą SPS wykorzystano aluminium pochodzące z odzysku materiałowego po obróbce skrawaniem. Dzięki metodzie SPS możliwe było uzyskanie praktycznie bezporowatych spieków. Wytworzono trzy typy kompozytów Al + SiC oraz hybrydowe Al + (WC + 12Co) i A[SiC + (WC + 12 Co)] określono ich gęstość, odporność na zużycie przez tarcie oraz parametry topograficzne powierzchni przed i po testach tribologicznych. W oparciu o uzyskane wyniki badań wykazano, że kompozyty hybrydowe wykazują lepsze charakterystyki tribologiczne w porównaniu do kompozytów umacnianych tylko cząstkami SiC. Wykazano również, że współczynnik tarcia zależy głównie od różnicy twardości występującej pomiędzy trzpieniem i tarczą. Większa różnica powoduje, że współczynnik tarcia przyjmuje większe wartości.

EN

Recyclable aluminum after machining was used to make composites using the SPS method. Due to the SPS method, it was possible to obtain the sinters practically without pores. Three types of composites Al + SiC and hybrid composites such as Al + (WC + 12Co) and Al + [SiC + (WC + 12 Co)] were produced. Their density, resistance to friction wear and surface topographic parameters have been determined. Based on the results, it has been shown that in the case of hybrid sinters, better tribological characteristics compared to composites reinforced with SIC particles only can be obtained. It was also shown that the friction coefficient primarily depends on the difference between the hardness of the pin and the disc. The greater difference in hardness causes the values of the friction coefficient to be higher.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; recykling; właściwości; mikrostruktura

EN

composites; recycling; properties; microstructure

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 2
• Strony: 22--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pietrzak Krystyna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Karwan-Baczewska Joanna

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

autor

Makuch Anna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Majchrowska Magdalena

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

autor

Franczak Aleksandra

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

autor

Klasik Adam

• Instytut Transportu Samochodowego, Warszawa

Bibliografia

• 1. Pietrzak K., Olbrycht A., Szczeblewski M.: Odzysk materiałowy stopów aluminium metodą metalurgii proszków. Sprawozdanie z pracy statutowej nr 12.3.01.501.00, IMP, 2016.
• 2. Pietrzak K., Karwan-Baczewska J., Klasik A., Kołacz D., Suśniak M., Wojciechowski A.: Odporność na zużycie spieków wytworzonych metodą SPS na bazie aluminium pochodzącego z recyklingu. „Inżynieria Powierzchni” 2017, nr 2, s. 3–16.
• 3. Karwan-Baczewska J., Pietrzak K., Kołacz D., Suśniak M., Wojciechowski A.: Właściwości fizykochemiczne spieków otrzymanych na bazie stopów Al pochodzących z recyklingu. „Inżynieria Powierzchni” 2017, nr 2, s. 56–63.
• 4. Pietrzak K., Karwan-Baczewska J., Klasik A., Suśniak M., Wojciechowski A., Olbrycht A., Szczeblewski M.: Mikrostruktura i odporność na zużycie spieków otrzymanych na bazie stopów Al pochodzących z recyklingu. „Inżynieria Powierzchni” 2017, nr 1, s. 11–24.
• 5. Atef Labib: L’effet des niveaux de refroidissement (température de du moule) et des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques et sur la microstructure des deux alliages coposites Al-Si-Mg/SiC/10p, Université du Québec à Chicoutimi, Québec 1993.
• 6. Klasik A., Sobczak J., Pietrzak K., Sobczak N., Wojciechowski A.: Influence of multiple remelting of particulate reinforced cast aluminum composites on their properties and structure. Motor Transport Institute, Foundry Reserach Institute, Warszawa-Kraków, 2012, p. 1–192.
• 7. Klasik A., Sobczak J., Pietrzak K.: Changes in properties of aluminium matrix composite reinforced with SiC particles after multiple remelting. „Materials Research Innovations” 2011, vol. 15, issue sup. 1, p. 249–252.
• 8. Klasik A., Sobczak J., Pietrzak K., Makowska K., Wojciechowski A.: Praktyczna weryfikacja metody recyklingu kompozytowych tarcz hamulcowych. „Transport Samochodowy” 2011, nr 4, s. 95–108.
• 9. Klasik A., Sobczak J.J., Pietrzak K., Gazda A., Sobczak N.: Wybrane właściwości termofizyczne kompozytów aluminiowych poddanych wielokrotnemu przetopieniu. „Prace Instytutu Odlewnictwa” 2012, vol. 52, s. 41–51.
• 10. Pietrzak K., Wojciechowski A., Klasik A., Maj M.: Mikrostruktura i trwałość zmęczeniowa po wielokrotnym przetopie stopu A359 i kompozytu na bazie stopu A359 zbrojonego cząsteczkami SiC. „Mechanik” 2016, R. 89, nr 5-6, s. 524–525
• 11. Klasik A., Maj M., Pietrzak K., Wojciechowski A., Sobczak J.: Fatigue Life and Microstructure After Multiple Remelting of A359 Matrix Composites Reinforced With SiC Particles. „Arch. Metall. Mater” 2016, vol. 61, no 4, p. 2123–2128.
• 12. Pietrzak K., Klasik A., Makowska K., Sobczak J.J., Wojciechowski A.: O tłumieniu drgań w materiałach kompozytowych. „Prace Instytutu Odlewnictwa” 2012, vol. 52, z. 4, s. 53–96.
• 13. Pietrzak K., Klasik A., Makowska K., Sobczak J.J., Wojciechowski A., Rudnik D., Sienicki E.: Strukturalne uwarunkowania właściwości mechanicznych kompozytów A359 + Al2O3 po wielokrotnym przetopie. „Prace Instytutu Odlewnictwa" 2016. vol. 56, nr 2, s. 87–112.
• 14. Klasik A., Pietrzak K., Makowska K., Sobczak J., Rudnik D., Wojciechowski A.: Wear Resistance of Aluminum Matrix Composites Reinforced with Al2O3 Particles After Multiple Remelting. „Journal of Materials Engineering and Performance” 2016, vol. 25, issue 8, p. 3084–3090.
• 15. Klasik A., Maj M., Pietrzak K., Wojciechowski A., Sobczak J.: Fatigue Life and Microstructure After Multiple Remelting of A359 Matrix Composites Reinforced With SiC Particles. „Arch. Metall. Mater” 2016, vol. 61, p. 2123–2128.
• 16. Pietrzak K., Sobczak N., Sobczak J.J., Klasik A., Kudyba A., Darłak P., Długosz P., Wojciechowski A., Sienicki E.: Badania stabilności zawiesiny metalowo-ceramicznej po wielokrotnym przetopie kompozytu na bazie stopu aluminium A359 zbrojonego cząsteczkami Al2O3. „Prace Instytutu Odlewnictwa” 2017, vol. 57, nr 2, s. 69–84.
• 17. Pietrzak K., Szczeblewski M., Olbrycht A., Makuch A., Korzeniewski W.: Wybrane charakterystyki użytkowe kompozytów wytworzonych na bazie materiałów pochodzących z recyklingu. Sprawozdanie z pracy statutowej nr 12.3.01.510.0, IMP, 2017.
• 18. Hebda M.: Spark Plasma Sintering – nowa technologia konsolidacji materiałów proszkowych, „Czasopismo Techniczne. Mechanika” 2012, R. 109, z. 6-M, s. 47–55.
• 19. Munir Z.A., Anselmi-Tamburini U.: The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: A review of the spark plasma sintering method. „Journal of Materials Science” 2006, vol. 41, p. 763–777.
• 20. Molénat G., Durand L., Galy J., Couret A.: Temperature Control in Spark Plasma Sintering: An FEM Approach. „Journal of Metallurgy” 2010, p. 1-9.
• 21. Knaislová A., Novák P., Cygan S., Jaworska L., Cabibbo M.: High-Pressure Spark Plasma Sintering (HP SPS): A Promising and Reliable Method for Preparing Ti–Al–Si Alloys. "Materials" 2017, 10, (5), 465; doi:10.3390/ma10050465.
• 22. Olakanmi E.O.: Selective laser sintering/melting (SLS/SLM) of pure Al, Al–Mg, and Al–Si powders: Effect of processing conditions and powder properties. „Journal of Materials Processing Technology” 2013, vol. 213, issue 8, p. 1387–1405.
• 23. Li Y., Gu D.: Parametric analysis of thermal behavior during selective laser melting additive manufacturing of aluminum alloy powder. „Materials and Design” 2014, vol. 63, p. 856–867.
• 24. Simchi A.: Direct laser sintering of metal powders: Mechanism, kinetics and microstructural features. „Materials Science and Engineering A” 2006, vol. 428, issue 1-2, p. 148–158.
• 25. Shamsudin S., Lajis M.A., Zhong Z.W.: Evolutionary in Solid State Recycling Techniques of Aluminium: A review, Procedia CIRP 2016, 40, p. 256–261.
• 26. Paraskevas D., Vanmeensel K., Vleugels J., Dewulf W., Joost Y.D., Duflou R.: Spark Plasma Sintering As a Solid-State Recycling Technique: The Case of Aluminum Alloy Scrap Consolidation. „Materials” 2014, vol. 7, p. 5664–5687.
• 27. Ulus A., Ekici H., Güler E.: Optimization of Recovery Efficiency for Briquetted Aluminum Chips up to Briquetting Parameters, Light Metals. The Minerals, Metals & Materials Series, 2017.
• 28. Hendrickx P.: Solid-state Recycling of Aerospace Aluminum Components, thesis Department of Mining and Materials Engineering McGill University, Montreal, QC, 2017.
• 29. Ab Kadir M.I., Mustapa M.S., Latifa N.A., Mahdi A.S.: Microstructural Analysis and Mechanical Properties of Direct Recycling Aluminium Chips AA6061/Al Powder Fabricated by Uniaxial Cold Compaction Technique. „Procedia Engineering” 2017, vol. 184, p. 687–694.
• 30. Rashid M.W.A., Yacob F.F., Lajis M.A., Mohd abid A., Mohamad E., Ito T.: A Review: The Potential of Powder Metallurgy in Recycling Aluminum Chips (Al 6061 & Al 7075).
• 31. Shamsudin S., Lajis M.A., Zhong Z.W.: Solid-state recycling of light metals: A review. "Advances in Mechanical Engineering", 2016, vol. 8(8) p. 1–23.
• 32. Hendrickx P.: Solid-state Recycling of Aerospace Aluminum Components, doctor thesis, Department of Mining and Materials Engineering McGill University, Montreal, QC April 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).