Estudio de las Propiedades de Superficie de Aleaciones base Al-Sn-Cu Producidas por Solidificación Rápida

M. LUCCHETTA; F. SAPORITI; AUDEBERT F.

Santa Fe

Congreso; 104 Reunion AFA; 2019

Asociacion Fisica Argentina

Las aleaciones Al20Sn1Cu y Al10Sn4Si1Cu (% en peso) son utilizadas en cojinetes planos en la industria automotriz por presentar buenas propiedades de superficie. Los cojinetes planos de los motores de combusti´on interna deben resistir las cargas transferidas, tener buena resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosi´on (en el medio lubricante de trabajo), bajo coeficiente de fricci´on, resistencia al desgaste y buena conductividad t´ermica, entre otras propiedades; y est´an disen?ados para funcionar en condiciones de lubricaci´on hidrodin´amica. La bu´squeda de una mayor eficiencia energ´etica de motores y veh´ıculos ha llevado a un aumento de la relaci´on de compresi´on y una disminuci´on de las dimensiones de los componentes del motor que se traducen en mayores cargas sobre los cojinetes planos y variaciones en las condiciones de lubricaci´on. El uso de la tecnolog´ıa conocida como Stop/Start, aumenta la carga de fricci´on alternativa sobre los cojinetes, haciendo menos eficiente la lubricaci´on hidrodin´amica y reduciendo dr´asticamente la vida u´til de los cojinetes. La microestructura de las aleaciones Al20Sn1Cu y Al10Sn4Si1Cu est´a formada por una matriz base Al y una dispersi´on de part´ıculas blandas y duras. La fase blanda (Sn) proporciona un bajo coeficiente de fricci´on, mientras que las fases duras aumentan la dureza y mejoran la resistencia al desgaste. El comportamiento tribol´ogico de estos materiales est´a determinado por la distribuci´on, la cantidad, el taman?o y la forma de las part´ıculas, y adem´as por las propiedades mec´anicas y f´ısicas de la matriz. Con el fin de mejorar las propiedades de estas aleaciones, se estudiaron 2 nuevas composiciones Al20Sn1Cu1Ti, y Al10Sn4Si1Cu1Zr (% en peso). La incorporaci´on de Ti y de Zr a las aleaciones Al20Sn1Cu y Al10Sn4Si1Cu respectivamente, tiene como objetivo reducir el taman?o de grano y promover la precipitaci´on de intermet´alicos en la matriz de Al para mejorar las propiedades mec´anicas y tribol´ogicas. En este trabajo se produjeron muestras de las aleaciones Al20Sn1Cu, Al10Sn4Si1Cu, Al20Sn1Cu1Ti y Al10Sn4Si1Cu1Zr por solidificaci´on r´apida utilizando la t´ecnica Melt-Spinning. Se caracteriz´o la microestructura mediante difracci´on de rayos X, Microscop´ıa Electr´onica de Barrido y An´alisis Dispersivo de Energ´ıa de Rayos X. Las propiedades de la superficie fueron caracterizadas mediante dureza Vickers con carga de 300 g y ensayos de desgaste mediante en un trib´ometro CSM con una bola de 6 mm de 100Cr6, 1 N de carga y 300 rpm para una longitud de desgaste total de 100 m (prueba de 20 minutos) a temperatura ambiente. Se observ´o que tanto el agregado de Ti a la aleaci´on Al20Sn1Cu como el agregado de Zr a la aleaci´on Al10Sn4Si1Cu redujo el taman?o de grano en un 20% y produjo una aumento de la dureza y una reducci´on del coeficiente de fricci´on.