Przetwórstwo zaawansowanych materiałów otrzymanych z proszków na osnowie aluminium

Zastosowanie metod metalurgii proszków w połączeniu z procesami przeróbki plastycznej umożliwia wytworzenie nowych materiałów konstrukcyjnych. Materiały gradientowe i kompozytowe na osnowie aluminium stanowią unikalny typ tworzyw konstrukcyjnych. Materiały gradientowe stanowią grupę kompozytów wytworzonych z dwóch lub więcej składników, które mają zmienny skład chemiczny w określonym kierunku. Uzyskuje się w ten sposób zmianę własności mechanicznych lub fizycznych w tym kierunku oraz określone własności eksploatacyjne i użytkowe wyrobu. Daje to duże możliwości rozwiązań przy projektowaniu i wytwarzania strukturalnych wyrobów. Specjalną grupę materiałów konstrukcyjnych stanowią kompozyty na osnowie metalowej umocnione cząstkami celem poprawy sztywności, wytrzymałości i własności użytkowych, do których należy odporność na zużycie. Do kompozytów na osnowie proszku aluminium umocnionych cząstkami stosuje się wyciskanie lub prasowanie na gorąco. Przedstawiono wyniki badań wpływu przeróbki plastycznej warstwowych materiałów gradientowych na osnowie proszku aluminium, a także wyprasek z proszku aluminium i kompozytów na jego umocnionych cząstkami (Al-SiC). Proces wytwarzania obejmował mieszanie proszków, prasowanie w temperaturze otoczenia i kucie matrycowe lub wyciskanie na gorąco wyprasek w warunkach izotermicznych. Zbadano wpływ parametrów formowania na gorąco na własności mechaniczne tak wytworzonych materiałów jak również wpływ wyciskania i ciągnienia na granicę plastyczności kompozytu Al-10% SiC i materiału osnowy. W wyniku ciągnienia zwiększyła się granica plastyczności kompozytu ze 115 MPa na 138 MPa, a naprężenie płynięcia zwiększyło się ze 150 MPa na 185 MPa przy odkształceniu wynoszącym 0,75.

PM processing routes for construction materials include those for gradient and composite materials based on aluminium. Gradient materials are a type of composite, formed from two or more distinct constituents, which exhibit a graded composition. Thus one material appears to transform to another, producing gradual changes in characteristics and resultant new exploitable functional properties. Accordingly these materials extend the range of structural components. PM metal matrix particulate composites are developed to improve stiffness, strength and specific properties such as wear resistance. Hot pressing (consolidation) and hot extrusion are suitable for PM Al matrix particulate composites. In the presentation the results of investigation on processing of PM aluminium alloy based gradient materials, and aluminium and Al-SiCparticle composite processed by hot forming and drawing, are discussed. Forming of materials from aluminium powder and mixtures of this powder and silicon carbide particles or Al- alloy powder and processing of two-layer products based on these materials are considered. Forming involved mixing of basic powders, pressing at room temperature and hot closed-die forging of the compacts in isothermal conditions. The influence of hot forming parameters on the mechanical properties of Al and the composite materials was evaluated. Extrusion and drawing of Al-10%SiC increased the yield stress from 115 to 138 MPa and the flow stress at 0.75 strain from 150 to 185 MPa.