Heterofazowa struktura tłoków kompozytowych wytwarzanych metodą odlewania kokilowego

• Autorzy: Dolata-Grosz A. , Dyzia M. , Lech-Grega M.

Warianty tytułu

EN

Heterophase structure of composite pistons obtained by mould casting method

• Konferencja: "Aluminium 2010" : XII międzynarodowa konferencja : Niepołomice, 21-23.04.2010
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wielofazowe umocnienie stopów aluminium stanowi nowe rozwiązanie materiałowe pozwalające w znacznym stopniu na rozszerzenie możliwości projektowania i zróżnicowania właściwości wyrobów, przede wszystkim mechanicznych i tribologicznych. Tego typu kompozyty wykorzystano do produkcji tulei cylindrowych w silnikach Hondy Prelude 2.3 L i Toyoty Celica. Zastosowanie preformy z udziałem 12 % włókien Al2O3 i 9 % włókien węglowych pozwoliło na obniżenie masy bloku silnika, poprawę warunków chłodzenia oraz zmniejszenie zużycia poprzez tarcie. Nowym rozwiązaniem materiałowo--technologicznym może okazać się wykorzystanie metody zawiesinowej do wytwarzania kompozytów o zbrojeniu heterofazowym. Jak wykazały badania autorów, zastosowanie zbrojenia w postaci mieszaniny cząstek węglika krzemu i węgla szklistego pozwala na stabilizację współczynnika tarcia, a przede wszystkim obniżenie zużycia partnera tarcia. Właściwości te mogą być wykorzystane w układzie tribologicznym tłok-cylinder, od którego wymaga się stabilności wymiarowej, wytrzymałości i trwałości. Z kolei właściwości kompozytów odlewanych determinowane są strukturą, czyli rodzajem, wielkością, kształtem i udziałem umocnienia oraz składem fazowym osnowy. Istotna jest również stabilność powierzchni międzyfazowej, która zapewnia trwałość wyrobu kompozytowego. W artykule przedstawiono strukturę i stan powierzchni rozdziału faz w heterofazowych tłokach kompozytowych odlewanych kokilowo. W badaniach wykorzystano metody mikroskopii świetlnej i skaningowej.

EN

The multi-reinforcement of aluminium alloys is a new material solution permitting in considerable degree on development of possibility design and properties diversification of product, first of all mechanical and tribological properties. Such kind of composites used as the production of cylinder sleeves in Honda Prelude 2.3 L and Toyota Celica engines. Application of 12 % Al2O3 short fibres and 9 % carbon preform permitted on lowering the mass of block of engine, improvement of conditions of cooling as well as decrease friction wear. New material and technological solution could be stirring method for obtaining heterophase composite suspension. How the authors' investigations showed, applying of silicon carbide and glassy carbon mixture of particles as reinforcement make possible to obtain material with stable of the friction coefficient and the first of all lowering wear of friction partner. These properties can be used in piston-cylinder tribological system which was required dimension stability, strength and durability. The properties of cast composites determined by the structure i.e. kind, size, shape and volume of reinforcement as well as the phase composition of the matrix. It essential is also the stability of the interface which assures the stability of composite product. The structure and the state of interface in composite pistons with heterophase reinforcement obtained by mould casting method are presented in the article. In the investigations the method of light and scanning microscopy was used.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty odlewane; zbrojenie heterofazowe; tłoki kompozytowe; struktura

EN

cast composites; heterophase reinforcement; composite pistons and structure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 55, nr 9
• Strony: 614--618
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dolata-Grosz A.

autor

Dyzia M.

autor

Lech-Grega M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Materiałów, Katowice

Bibliografia

• 1. Chawla N., Chawla K. K.: Metal-Matrix Composites in Ground Transportation, 2006 November JOM, s. 67-70.
• 2. Tung S. C., McMillan M. L.: Automotive tribology overview of current advances and challenges for the future. Tribology International 2004, nr 37, s. 517-536.
• 3. Sławiński Z., Sobczak J., Sarnowski C., Nykiel: Charakterystyki eksploatacyjne silników z tłokami kompozytowymi zbrojonymi lokalnie. Journal of Kones. Combustion Engines, 2001, t. 8, nr 3-4, s. 231-241.
• 4. Braszczyński J., Cisowska M.: Próba oceny krzepnięcia kompozytów hybrydowych Al-Mg/SiC+Cgr. Krzepnięcie Metali i Stopów, 1999, nr 7/40, s. 75-87.
• 5. Dyzia M., Dolata-Grosz A., Śleziona J., Wieczorek J., Starczewski M.: Kompozytowe tłoki do sprężarek wytwarzane metodą odlewania kokilowego. Kompozyty (Composites) 7: 2, 2007 Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych, s. 83-86.
• 6. Dolata-Grosz A., Dyzia M., Śleziona J., Wieczorek J.: Composites applied for pistons. Archives of Foundry Engineering, t. 7/1, s. 37-40.
• 7. Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A., Śleziona J.: Właściwości tribologiczne kompozytów o heterofazowym zbrojeniu mieszaniną cząstek ceramicznych i węgla szklistego. Kompozyty (Composites), 2005, t. 5, nr 2, s. 11-16.
• 8. Dyzia M., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J.: Die-cast heterophase composites with AlSi13Mg1CuNi matrix. Archives of Foundry Engineering, 2010 [w druku].
• 9. Dolata-Grosz A.: Heterophase composites, production, properties and structure. Archives of Metallurgy and Materials, CC’2009 [w druku].
• 10. Piątkowski J.: Kompleksowa modyfikacja siluminu EN AC-AlSiMg dodatkami złożonymi. Rudy Metale 2006, t. 51, nr 6, s. 343-347.
• 11. Sobczak N.: Zjawisko zwilżania jako czynnik kształtujący strukturę i właściwości materiałów metalowo-ceramicznych wytwarzanych metodami ciekło-fazowymi. Instytut Odlewnictwa, Kraków, 2004 (ISBN 83-88770-17-9).