Własności trybologiczne materiałów kompozytowych na osnowie stopu aluminium 7075 umacnianych włóknami Al₂O₃

Badano odporność na zużycie ścierne materiałów kompozytowych na osnowie stopu aluminium 7075 umacnianych włóknami Al₂O₃ Saffil. Pomiary przeprowadzono metodą pin-on-disc w warunkach tarcia suchego dociskając próbki do obracającej się żeliwnej tarczy. Określono wpływ ciśnienia wywieranego przez próbki oraz ukierunkowania włókien, w stosunku do powierzchni ścieranej na stopień zużycia. Materiały wytwarzano metodą prasowania w stanie ciekłym nasycając stopem aluminium 7075 kształtki ceramiczne z włókien Saffil o porowatości 80-90%. Odporność na zużycie materiałów kompozytowych, w stosunku do nieumocnionego stopu 7075, była nieznacznie gorsza przy mniejszym ciśnieniu 0,8MPa wywieranym przez próbkę z kompozytu na żeliwną tarczę. Pod większym ciśnieniem 1,2 MPa odporność stopu nieumocnionego była jeszcze lepsza, a ukierunkowanie włókien w materiałach kompozytowych nie miało większego znaczenia na zużycie. Zaobserwowano również znaczne zużycie przeciwpróbki, gdyż zużyty materiał kompozytowy wraz z rozdrobnionymi włóknami Al₂O₃ pełnił rolę ścierniwa. Wzrost odporności na ścieranie materiałów kompozytowych na osnowie stopu 7075 uzyskano po zastosowaniu umocnienia zawierającego oprócz włókien Al₂O₃ również włókna C.

Wear resistance of 7075 aluminium alloy based composite materials reinforced with Al₂O₃ Saffil fibres was investigated. The measurements of wear were performed applying the pin-on-disc method at dry friction conditions with the gray iron counterpart. The effects of pressure of composite samples on the counterpart made of gray iron and the orientation of fibers in relation to the friction surface on wear rate were determined. The materials were produced by squeeze casting method where 80-90% porous ceramic preform were infiltrated. After T6 heat treatment hardness increased about 50-60% both for unreinforced alloy and composites containing strengthening Saffil fibres. Wear resistance of composite materials in relation to the unreinforced 7075 alloy was slightly worse at lower pressure of 0.8 MPa. Under higher pressure of 1.2 MPa wear resistance of unreinforced 7075 alloy was even better whereas no effect of orientation of fibers on wear in composite materials was observed. Additionally, significant wear of counterface in the presence of debris with fragmented Al₂O₃ fibres as abrasives was observed. Wear resistance improvement of composite materials was obtained when with alumina Saffil fibres Carbon C fibres in the preforms were applied.