Tribological consequences of kind, size and segregate of heterophase reinforcement development by centrifugal casting

• Autorzy: Dolata-Grosz A. , Śleziona J. , Wieczorek J.

Warianty tytułu

PL

Tribologiczne konsekwencje rodzaju, wielkości i segregacji zbrojenia heterofazowego wywołane odlewaniem odśrodkowym

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to evaluate the differences in tribological properties on the cross-sections of heterophase composites produced via centrifugal casting. The research referred to a composite material with an AlSil2CuNiMg2 casting aluminium alloy-based matrix, reinforced with a heterophase mixture of AI2O3 or SiC particles combined with glassy carbon (Cg). For the heterophase composite glass carbon was applied to modify frictional properties. The tribological investigations were conducted using a T01-M tester which allows the determination of the friction coefficient and the level of composite materials' wear when cooperating with a cast iron pin under dry friction conditions. It was found that the application for the composite products shaping centrifugal casting technology may have developed vertical diversification in the reinforcing particles distribution and following on from this diverse tribological properties depending on the place of the sample taking (Fig. 2 and Fig. 4). In the tested systems, both the friction couple components wear and the friction coefficient are lower for the test piece sampled from the sleeve's upper part when compared to the values recorded for the couples where the composite ring was sampled from the lower or middle part of the cast. That is why, when designing the technological processes and processing heterophase composites, especially through centrifugal casting, the fact should be taken into account that throughout the height of the products obtained, non-uniformity of the reinforcement distribution occurs.

PL

Celem zrealizowanych badań była ocena różnic występujących we właściwościach tribologicznych na przekroju kompozytów heterofazowych, wytworzonych w procesie odlewania odśrodkowego. Badaniami objęto materiał kompozytowy o osnowie odlewniczego stopu aluminium AlSil2CuNiMg2, zbrojony heterofazowo mieszaniną cząstek AI2O3 lub SiCw połączeniu z węglem szklistym (Cg). Węgiel szklisty, w kompozycie heterofazowym, zastosowano w celu modyfikacji właściwości ciernych. Badania tribologiczne przeprowadzono z wykorzystaniem testera T01-M, pozwalającym wyznaczyć wartość współczynnika tarcia oraz poziom zużycia materiałów kompozytowych we współpracy z żeliwnym trzpieniem, w warunkach tarcia technicznie suchego. Stwierdzono, że stosowanie do kształtowania wyrobów kompozytowych technologii odlewania odśrodkowego wywołać może pionowe zróżnicowanie w rozkładzie cząstek zbrojących, a co za tym idzie różnorodne właściwości tribologiczne zależne od miejsca pobrania próbki. W badanych układach zaobserwowano, iż zarówno zużycie elementów pary ciernej, jak i współczynnik tarcia są mniejsze dla kompozytowego pierścienia pobranego z górnej części tulei w porównaniu do wartości zarejestrowanych dla skojarzeń, gdzie kompozytowy pierścień pobrany był z dolnej lub środkowej części odlewu. Stąd, w trakcie projektowania procesów technologicznych i przetwarzania kompozytów heterofazowych, szczególnie na drodze odlewania odśrodkowego, należy wziąć pod uwagę fakt powstania nierównomierności rozkładu zbrojenia na wysokości otrzymanych wyrobów.

Słowa kluczowe

PL

właściwości tribologiczne; kompozyty heterofazowe; odlewanie odśrodkowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 762--767
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dolata-Grosz A.

autor

Śleziona J.

autor

Wieczorek J.

• Politechnika Śląska w Katowicach, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów,

Bibliografia

• [1] Lee H.S., Yeo J.S., Hong S.H., Yoon D.J., Na K.H, The fabrication process and mechanical properties od SiCp/Al-Si metal matrix composites for automobile air-conditioner compressor pistons, Journal of Materials Processing Technology 113 (2001), pp. 202-208.
• [2] Rudnik D., Wojciechowski A., Pietrzak K., Sobczak J., Sławiński Z.: Development of metal matrix composites engine pistons – a quantitative metallographic analysis of the structure, IV Seminar: Composite 2000 Theory and Practice, pp. 170-179.
• [3] Rudnik D., Sobczak J.: Composite pistons for internal combustion’ engine, ITS, ISBN 83-913045-7-4, Warszawa 2001.
• [4] Posmyk A., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Wieczorek J.: Reibungs – und Schmierungsverthalten von Aluminium –legierungen mit einem verstärkten Oberflächenbereich, Technische Akademie Esslingen, 12th.International Colloρuium January 11-13, 2000, Tribology 2000 – Plus, vol. III, pp.1591-1598.
• [5] Mitko M., Tomczyński S.: Struktura powierzchni kompozytu AlSi7Mg-SiC po ścieraniu, Kompozyty (Composites) 3(2003)8, pp. 363-365.
• [6] Braszczyńska K. N., Bochenek A.: Problemy z korelacją pomiędzy strukturą a własnościami odlewanych kompozytów metalowych umacnianych cząstkami ceramicznymi, Kompozyty (Composites) 1(2001)1, pp. 28-31.
• [7] Bober A., Konopka Z., Zyska A., Łągiewka M., Nocuń S.: Zużycie trybologiczne kompozytu na osnowie zgaru stopu AK132 umacnianego cząstkami SiC, Archiwum Odlewnictwa, R. 6, Nr. 22, pp. 71-76.
• [8] Dyzia M., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J., Starczewski M.: Composite pistons for air compressor producing by mould casting method, Kompozyty (Composites), 7 (2007) 2, pp. 83-86.
• [9] Ted Guo M. L., Tsao C.-Y.A.: Tribological behavior of selflubricating aluminium /SiC/ graphite hybrid composites synthesized by the semi-solid powder-desiccations method. Composites Science and Technology 60, 2000.
• [10] Ames W., Alpas A. T.: Wear mechanism in hybrid composites of graphite-20 pct SiC in A356 aluminium alloy (Al-7pct Si 0,3 pct Mg. Metallurgical and Materials Transactions A, 26A, No 1, 1995, pp. 85-98.
• [11] Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A., Śleziona J.: Właściwości tribologiczne kompozytów o hetero fazowym zbrojeniu mieszaniną cząstek ceramicznych i węgla szklistego, Kompozyty (Composites), 5(2005)2, 2005, pp. 11-16.
• [12] Projekt KBN nr 3T08D02428: Kształtowanie funkcjonalnej, warstwowej struktury odlewów kompozytowych zawierających zbrojenie heterofazowe.
• [13] Myalski J., Wieczorek J., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Dyzia M.: Tribologiczne właściwości kompozytów zbrojonych mieszaniną cząstek ceramicznych i węgla szklistego, Inżynieria Materiałowa Nr 3 (2005), pp. 93-104.
• [14] Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A.: Tribological properties of heterophase composites with an aluminum matrix, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol.15 , issue 1-2, 2006, pp. 53-57.
• [15] Wojciechowski A., Sobczak J., Bojar Z., Pietrzak K.: Ocena własności tribologicznych kompozytowych tarcz hamulcowych, Kompozyty (Composites) 2(2002)4, pp. 223-228.
• [16] Wieczorek J., Dolata Grosz A., Dyzia M., Śleziona J.: Właściwości tribologiczne kompozytowych materiałów o osnowie stopu aluminium AK12 zbrojonych cząstkami ceramicznymi, Kompozyty (Composites) 2, 2002, pp. 207.
• [17] Dolata-Grosz A., Śleziona J., Wieczorek J., Dyzia M.: Structure and functional quality properties of composites sleeves obtaining by centrifugal casting, Acta Metallurgica Slovaca, 8, 2/2002, pp. 283-288 .
• [18] Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J., Myalski J.: Tribological properties of heterophase composite obtained by centrifugal casting, Kompozyty (Composites), 7 (2007) 1, pp. 46-50.