Tribological Properties and a Wear Model of Aluminium Matrix Composites - SiC Particles Designed for Metal Forming

Aluminium based metal matrix composites are well known for their good wear resistance, high specific strength, stiffness and hardness. They have been applied in the aerospace, military and, especially, in the automotive industries. This paper presents the results of tests with regard to the application of a mixture of particles in aluminium matrix (AlCu2SiMn) composites where a mixture of SiC ceramic particles was used. The aim of the research was to determine the tribological properties as well as the phenomena and mechanisms which accompany the tribological wear of composites under dry friction conditions. The tribological investigations were conducted on a pin-on-block tester. The results of the tests show the composite obtained can be applied for sliding elements. Based on microscopic examinations and profilometry of the composites AlCu2SiMn+SiC surfaces at interaction the relationship between the size of reinforcing particles and the geometry of the surface layer of the composite was described. The study made it possible to develop a model of tribological wear of composites depending on the size of reinforcing particles.

Kompozyty z osnową stopów aluminium, są dobrze znane z ich dobrej odporności na zużycie, wysokiej wytrzymałości, sztywności i twardości. Znalazły one zastosowanie w przemyśle lotniczym, wojskowym, ale zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym. W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych kompozytów o osnowie stopu AlCu2SiMn wzmacnianego cząstkami węglika krzemu (SiC) o rozmiarze ziaren od 25 do 50 µm. Celem badań było określenie właściwości tribologicznych oraz zjawisk i mechanizmów, które towarzyszą zużycie tribologicznemu kompozytów w warunkach tarcia suchego. Badania tribologiczne przeprowadzono na testerze pin-on-blok. Wyniki predysponują badane kompozyty do zastosowania na elementy ślizgowe. Na podstawie przeprowadzonych badań mikroskopowych i profilografometrycznych, powierzchni kompozytów po współpracy, opisano zależność pomiędzy wielkością cząstek zbrojących a geometrią warstwy wierzchniej kompozytu. Przeprowadzone badania pozwoliły na opracowanie modelu zużycia trybologicznego kompozytu w zależności od rozmiaru cząstek zbrojących.