VIII Congreso Nacional de Propiedades Mecánicas de Sólidos, Gandía 2002

355-364

DESGASTE DE ALEACIONES DE Al-Si-Cu-Mg: EFECTO DE LA MICROESTRUCTURA Y DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION L. Lasa y J.M. Rodriguez Ibabe CEIT y Univ. de Navarra, Pº M. de Lardizabal 15, 20018 San Sebastián, País Vasco. RESUMEN En este trabajo se analiza el desgaste de seis aleaciones de Al-Si con altos contenidos de silicio (entre el 12% y el 20%) y diversos contenidos de Cu. Se han utilizado dos condiciones de ensayo diferentes. Los resultados obtenidos demuestran que junto con la composición y el procesado de las aleaciones, la velocidad del disco empleada tiene una importancia vital en el comportamiento frente al desgaste. Palabras clave Aluminio, silicio, desgaste, microestructura, tixoconformado. 1. INTRODUCCION Las aleaciones de aluminio con altos contenidos de silicio poseen, entre otras características importantes, altas resistencias al desgaste y bajos coeficientes de expansión térmica por lo que son utilizadas con profusión en la industria del automóvil. La alta resistencia al desgaste que exhiben estas aleaciones es consecuencia de la presencia de partículas de silicio distribuidas en la matriz de aluminio. La dureza de estas partículas está en torno a 1000HV [1]. En las aleaciones comerciales es frecuente la adición de Cu y Mg junto con otros elementos de aleación para mejorar las propiedades mecánicas y hacer estas aleaciones aptas para aplicaciones más exigentes desde un punto de vista mecánico. En la mayoría de los estudios publicados, se considera que es el porcentaje de silicio el factor que determina la resistencia al desgaste [2,3]. En otros, sin embargo se demuestra que el tamaño o la distribución de las partículas es más determinante [4]. Esta aparente contradicción es debida a la fuerte influencia que las condiciones de ensayo tienen en la resistencia al desgaste [5]. Por lo tanto resulta muy complicado determinar la composición y ruta de procesado óptima de las aleaciones para un uso concreto, si previamente se desconocen las variables más importantes que afectan el desgaste de las mismas [6-8]. En este trabajo se estudia el desgaste de seis aleaciones eutécticas e hipereutécticas de Al-Si con diferentes contenidos de Si, Cu y Mg. Las aleaciones se obtuvieron mediante tres rutas de procesado diferente. Esto permite estudiar de forma directa el efecto de la microestructura en el desgaste. El material contra el que se ensayaron las aleaciones fue, en todos los casos, una pastilla de material compuesto especialmente diseñada por Honeywell para estas aleaciones [9]. Los resultados obtenidos demuestran que, bajo las condiciones de ensayo adoptadas, la microestructura homogénea y globular lograda mediante el tixoconformado ofrece una mejora en la resistencia al desgaste. 2. PARTE EXPERIMENTAL Las aleaciones empleadas en este trabajo son seis. Las aleaciones A, B y C se colaron en lingotes (con un peso aproximado de 0.6Kg.) en moldes metálicos por Hydro Aluminium.

355

Lasa y Rodriguez Ibabe

Las aleaciones S1 y S2 se produjeron mediante squeeze-casting por Fagor-Ederlan. Por último, la aleación no dendrítica T1, fue tixoconformada por la University of Sheffield. Las propiedades mecánicas y características microestructurales de esta última aleación han sido publicadas con anterioridad [10]. La composición química de las seis aleaciones se muestra en la Tabla 1. Tabla 1: Composición química de las aleaciones empleadas. Aleación A B C T1 S1 S2

Si 12.85 12.29 15.90 15.30 16.20 19.85

Composición química Mg Cu Ni 1.30 1.13 0.00 1.30 4.40 0.00 1.20 4.71 0.00 0.58 4.38