Model of casting process of composites reinforced locally at inner wall of bush in electromagnetic field

• Autorzy: Golak, S.

Warianty tytułu

PL

Model procesu odlewania w polu elektromagnetycznym kompozytów zbrojonych strefowo przy wewnętrznej ścianie tulei

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The methods of manufacturing composites with spatial variation in the reinforcement distribution which exploit reinforcement segregation in the liquid matrix are among the most effective ones. However, methods based on density differences such as gravitational casting and centrifugal casting have their limitations in the range of reinforcement configurations that are possible to obtain. An alternative is to exploit the phenomenon of electromagnetic buoyancy occurring in situations where the particles and the matrix have different electric conductivities. This paper presents some possibilities of exploiting this phenomenon to obtain the local reinforcement of a bush made of aluminum alloy AK12 with SiC particles at its inner wall. The paper discusses the model of such a process and the effect of its parameters on the trajectories of the particles moving in the molten matrix.

PL

Techniki wytwarzania kompozytów o przestrzennej zmianie rozkładu zbrojenia poprzez jego segregację w ciekłej osnowie są jednym z bardziej efektywnych sposobów otrzymywania tego rodzaju materiałów. Jednakże metody oparte o różnice gęstości materiałów, takie jak odlewanie z segregacją grawitacyjną lub odlewanie odśrodkowe, mają pewne ograniczenia w zakresie możliwych do uzyskania konfiguracji zbrojenia. Alternatywą jest wykorzystanie zjawiska wyporu elektromagnetycznego występującego w przypadku cząstek różniących się konduktywnością elektryczną od osnowy. Artykuł przedstawia modyfikację tej metody opartą o zastosowanie wzbudnika wewnętrznego, której celem jest uzyskanie strefowego zbrojenia cząstkami odlewu ścianie wewnętrznej. Badania prowadzono na przykładzie tulei ze stopu aluminium AK12 zbrojonej cząstkami SiC. W pracy omówiono model takiego procesu oraz wpływ jego parametrów na trajektorie ruch cząstek zbrojenia w ciekłej osnowie.

Słowa kluczowe

PL

wypór elektromagnetyczny; magnetohydrodynamika; materiały gradientowe; kompozyty metalowe

EN

electromagnetic buoyancy; magnetohydrodynamics; functionally graded materials; metal matrix composites

• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 13, nr 1
• Strony: 65-71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golak, S.

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Engineering and Metallurgy, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland,

Bibliografia

• [1] Dolata-Grosz A., Śleziona J., Wieczorek J., Dyzia M., Layered structure of AK12-Al2O3 and AK12-SiC composites formed by the centrifugal casting, Kompozyty (Composites) 2002, 5(2), 305-308.
• [2] Dolata-Grosz A, Śleziona J., Wieczorek J., Pietrzak K., Production and forming of structure aluminium composites with assumption a distribution of reinforcement, Kompozyty (Composites) 2003, 6(3), 125-130.
• [3] Drenchev L., Sobczak J., Malinov S. and Sha W., Numerical simulation of macrostructure formation in centrifugal casting of particle reinforced metal matrix composites. Part 1: model description, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 2003, 11, 635-649.
• [4] Duleba A., Cholewa M., Morphology and segregation reinforced phase in AlSi-CrFe composite cast, Kompozyty (Composites) 2010, 10(3), 200-205.
• [5] Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J., Myalski J., Tribological properties of heterophase composite obtained by centrifugal casting, Kompozyty (Composites) 2007, 7 (1), 46-50.
• [6] Drenchev L., Sobczak J., Malinov S. and Sha W., Numerical simulation of macrostructure formation in centrifugal casting of particle reinforced metal matrix composites. Part 2: simulations and practical applications, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 2003, 11, 651-674.
• [7] Xu Z., Li T., Zhou Y., An in situ surface composite produced by electromagnetic force, Materials Research Bulletin 2000, 35(14-15), 2331-2336.
• [8] Xu Z., Li T., Zhou Y., Application of electromagnetic separation of phases in alloy melt to produce in-situ surface and functionally gradient composites, Metallurgical and Materials Transactions A 2003, 34A, 1719-1725.
• [9] Song C., Xu Z., Li J., Fabrication of in situ Al/Mg2Si functionally gradient materials by electromagnetic separation method, Composites: Part A 2007, 38 (2), 427-433.
• [10] Song C., Xu Z., Li J., Structure of in situ Al/Si functionally graded materials by electromagnetic separation method, Materials and Design 2007, 28 (3), 1012-1015.
• [11] Drenchev L., Sobczak J., Formation of Graded Structures and Properties in Metal Matrix Composites by use of Electromagnetic Field, Foundry Research Institute 2010.
• [12] Cholewa M., Formanek B., Duleba A., Stawarz M., Aluminium composites casting in rotating magnetic field, Archives of Foundry Engineering 2008, 8(1), 155-162.
• [13] Duleba A., Cholewa M., Segregation reinforced phase in AlSi/CrxCy composite produced under electromagnetic field, Kompozyty (Composites) 2011, 11(3) 317-323.
• [14] Takahashi K., Taniguchi S., Fabrication of aluminium-matrix composites locally reinforced with SiC particles by using electromagnetic force, Journal of Japan Institute of Light Metals 2005, 55(10), 483-488.
• [15] Golak S., Przylucki R., Homogenization of electromagnetic force field during casting of functionally graded composites, IEEE Transactions on Magnetics 2011, 47 (12), 4701-4706.
• [16] Leenov D., Kolin A., Theory of electromagnetophoresis. I. Magnetohydrodynamic forces experienced by spherical and symmetrically oriented cylindrical particles, Journal of Chemical Physics 1954, 22(4), 684-688.
• [17] Golak S., The influence of the supply parameters on the reinforcement distribution in a composite cast in the electromagnetic field, Przegląd Elektrotechniczny 2013, 89(2b), 335-338.