Próby odlewania kompozytów na bazie stopów aluminium zbrojonych dyspersyjnie węglikiem krzemu przy wykorzystaniu metody odlewania tiksotropowego

• Autorzy: Darłak P. , Dudek P.

Warianty tytułu

EN

Attempts at casting metal matrix composites reinforced by silicon carbide particles using rheocast technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki prób wytworzenia odlewów z kompozytu na bazie stopu AlSi9CuFe zawierającego 20% obj. cząsteczek węglika krzemu, oznaczonego przez producenta symbolem F3D.20S. W celu określenia wpływu czasu mieszania i temperatury na możliwość tworzenia struktury reokast badania przeprowadzono w temperaturze mieszania odpowiednio 700, 720 i 740°C, poddając ciekły kompozyt mieszaniu mechanicznemu przez 10 i 20 s. Otrzymane wyniki badań wykazały, iż wytworzenie struktury reokast jest utrudnione ze względu na właściwości ciekłej zawiesiny kompozytowej. Odlewy wykonane z kompozytu F3D.20S charakteryzowały się widocznymi wadami, w postaci okluzji gazowych, powstających szczególnie w obszarach cienkich ścianek odlewu, w których prędkości przepływu strugi metalu przekraczały graniczne wartości dla przepływu laminarnego. Próby optymalizacji procesu przez zmianę zarówno czasów mieszania, jak i temperatury wsadu nie przyniosły zadowalającego efektu w postaci partii odlewów pozbawionych wad strukturalnych.

EN

The main defect in castings manufactured by the common high pressure die casting process is their porosity originating from the occluded gaseous phases. This is the reason why extensive studies have been carried out on the development of technologies that would reduce the level of these defects in castings. This publication describes the results of trials on the fabrication of castings from an AlSi9CuFe alloy-based composite containing 20 vol. % (F3D.20S) of silicon carbide particles, using the thixocasting process which enables elimination of the formation of gaseous occlusions. The aim of the present studies was determination of an effect of the mixing time and temperature on the formation of rheocast structure. The studies were carried out at the temperatures of 700, 720 and 740°C, subjecting the liquid composite to mechanical stirring for a time of 10 and 20 s. Ingots prepared from F3D.20S composite and AlSi9Mg alloy were cast on a BUHLER machine of 160T locking force, applying the operating parameters used during the manufacture of thixotropic castings from AlSi7 and AlSi9 alloys. The die designed for thixocasting had a number of channels of different cross-sections to investigate the process of die cavity filling with metal in semi-solid state. As an outcome of the research a batch of composite castings were fabricated and subjected next to mechanical tests and examinations of microstructure. The results have proved that producing a rheocast structure is quite difficult due to the properties of the liquid composite slurry. In a monolithic alloy characterised by much better castability and low viscosity, the formation of gaseous occlusions practically never takes place during the long-time mixing and at a low starting temperature. The structure of a monolithic alloy subjected to mixing within the range of solidus- liquidus temperature bears some visible traces of changes in the morphology of phase [alpha] and correlates with the process parameters, i.e. the time of mixing and the starting temperature. Castings made from F3D.20S composite were characterised by some well-visible defects in the form of gaseous occlusions, formed especially in the thin-wall casting sections, where the metal flow rates exceeded the boundary values of a laminar flow. Even raising the temperature and reducing the time of mixing could not give satisfactory results, i.e. a batch of castings which would be entirely free from the structural defects. The defects directly influence the drop of casting strength. The mechanical tests as well as the examinations of casting microstructure confirmed the formation of rheocast structure in castings made from both monolithic alloys and composite materials. No immediate interrelation with the casting hardness has been reported.

Słowa kluczowe

PL

odlewanie tiksotropowe; kompozyty metalowe; struktura reokast

EN

thixotropic castings; metal matrix composites; rheocast structure

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 4
• Strony: 385--389
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., zdj.

Twórcy

autor

Darłak P.

autor

Dudek P.

• Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków,

Bibliografia

• [1] Białobrzeski A., Odlewnictwo ciśnieniowe, WNT, Warszawa 1992
• [2] Kopp R., Winning G., Thixoforging of aluminium alloys, www.rwth-aachen.de
• [3] New diecasting technologies - markets and applications, Foundry Trade Journal 1997, January, 14-19.
• [4] Gräf T., Jűrgens R., Sichere Prozessteuerung Bem Thixoforming, Giesserei 1999, 86, 1-18 Januar, 84-87.
• [5] Merton C, Flemings: Moulage a 1'etat visqueux et a 1'etat semi-solid, procedes et produits, Hommes et Fonderie 2003, Avril, 333, 15-28.