Dobór składu fazowego kompozytu na bazie stopu AlSi pod kątem możliwości kształtowania powierzchni roboczych tłoków

• Autorzy: Dyzia M. , Dolata A. J. , Putyra P. , Jaworska L.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.6.35

Warianty tytułu

EN

The selection of phase composition of the AlSi matrix composite for the possibility of shaping work surfaces of pistons

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Od wielu lat kompozyty o osnowie stopów aluminium (AlMMC) są zaliczane do grupy nowoczesnych materiałów inżynierskich. Obecnie na skalę przemysłową są wytwarzane elementy pracujące w warunkach dużych obciążeń ciernych, na przykład tłoki kompozytowe, tarcze i bębny hamulcowe. Główne technologie wytwarzania materiałów kompozytowych bazują na wysokociśnieniowych metodach infiltracji porowatych preform ceramicznych ciekłym stopem aluminium. Nadal jednak głównym problemem ograniczającym szersze zastosowanie tych materiałów jest ich cena, a przede wszystkim koszt obróbki kształtującej gotowy wyrób. W artykule przedstawiono wyniki badań technologicznych dotyczących możliwości wykorzystania metody zawiesinowej do wytwarzania kompozytów o osnowie stopu AlSi zbrojonych cząstkami ceramicznymi (SiC i SiC + Cg) i kształtowania półfabrykatu tłoka w procesie odlewania kokilowego (rys. 1). Celem badań było opracowanie składu fazowego kompozytu przy założeniu, że głównym kryterium doboru komponentów będzie możliwość kształtowania powierzchni roboczych tłoka w procesach obróbki skrawaniem oraz ocena właściwości tribologicznych kompozytu. Trwałość ostrza narzędzi wykonanych z polikrystalicznego diamentu (PCD) określono, przyjmując czas pracy, po którym parametr starcia osiągnie wartość VB = 0,3 mm. Na podstawie obserwacji SEM powierzchni ostrza po współpracy z materiałami kompozytowymi zidentyfikowano charakter zużycia narzędzia. W przypadku współpracy ostrza PCD z kompozytem zbrojonym cząstkami SiC zużycie miało charakter wytarcia, natomiast w przypadku współpracy z kompozytem zbrojonym mieszaniną cząstek SiC + Cg na ostrzu tworzyły się narosty.

EN

The article presents the results of technological research on the possibilities of using the slurry method for producing alloy matrix composites reinforced with ceramic particles AlSi (SiC and SiC + Cg) and shaping the piston in the die casting process. The purpose of the proposed study was to develop a composite phase composition on the assumption that the main criterion for the selection of components will be able to shape the working surface of the piston in machining processes and to assess the tribological properties of the composite. Polycrystalline diamond (PCD) tool life was determined based on the time of operation after which clashes parameter reaches VB = 0.3 mm. On the basis of SEM observation of the surface of the blade when working with composite materials identified nature of tool wear. In the case of cooperation PCD composite reinforced with SiC particles consumption was of wipe, while in the case of composite reinforced cooperation with the mixture of particles of SiC + Cg on the blade formed growths. The testing system–on–disc confirmed the beneficial effects of reinforcement SiC particles on the stability coefficient of friction. In an attempt to abrasive wear was recorded for reduced wear of composite samples AlSi7Mg2Sr003/SiC as compared with a hybrid AlSi7Mg2Sr003/SiC + Cg.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty hybrydowe; metoda zawiesinowa; odlewanie kokilowe; obróbka skrawaniem

EN

hybrid composites; suspension method; mould casting; machining

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 6
• Strony: 519--523
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dyzia M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska

autor

Dolata A. J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska

autor

Putyra P.

• Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie

autor

Jaworska L.

• Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie

Bibliografia

• [1] Froyen L., Verlinden B.: Aluminium matrix composites materials. www. alueurope.eu/talat/lectures/1402.pdf.
• [2] Mondal B., Kundu S., Lohar A. K. Pai B. C.: Net-shape manufacturing of intricate components of A356/SiCp composite through rapid-prototypingintegrated investment casting. Materials Science and Engineering A 498 (2008) 37÷41.
• [3] Prasad S. V., Asthana R.: Aluminum metal–matrix composites for automotive applications: tribological considerations. Tribology Letters 17 (3) (2004) 445÷453.
• [4] Potoczek M., Śliwa R. E., Myalski J., Śleziona, J.: Kompozyty metalowo ceramiczne wytwarzane przez infiltrację ciśnieniową metalu do ceramicznej preformy o budowie piany. Rudy i Metale Nieżelazne 54 (11) (2009) 688÷692.
• [5] O’Donnell G., Looney L.: Production of aluminium matrix composites components using conventional PM technology. Materials Science and Engineering A303 (2001) 292÷301.
• [6] Mikkola P., Willson B.: Investment casting metal matrix composites. Metal casting design & Purchasing Nov/Dec (2014) 31÷35.
• [7] Śleziona J., Dyzia M., Dolata-Grosz A., Wieczorek J.: Sposób wytwarzania kompozytu heterofazowego o osnowie aluminiowej. Patent PL 217146 B1 (2010).
• [8] Dolata A. J., Dyzia M.: Aspects of fabrication aluminium matrix composites by suspension method. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 35 (2012) 012020 doi:10.1088/1757-899X/35/1/012020.
• [9] Boczkal S., Lech-Grega M.: Projekt PBS1/B6/13/2012 raport roczny 1/2014 IMN OML w Skawinie (2014).
• [10] Boczkal S., Lech-Grega M., Szymański W., Nowak M., Dolata A. J.: Effect of the reinforcing SiC, Cg and Gr particles on the structure and properties of composite pistons based on AlSi7Mg2Sr0.03 alloy. 20th International Conference on Composite Materials Copenhagen, 19÷24th July (2015), www http://iccm20.org/fullpapers/file?f=BJk14rl76J.
• [11] Putyra P., Wojteczko W., Dyzia M., Czechowski K., Jaworska L., Dolata A. J.: Metody kształtowania odlewniczych materiałów kompozytowych. Mechanik 87 (8-9) (2014) 634÷636.