Procesamiento y estudio preliminar de un material compuesto de matriz AlSi₁₀Mg reforzado con nanopartículas de Ti mediante aleado mecánico.

Sánchez Rico, Valentina (2020) Procesamiento y estudio preliminar de un material compuesto de matriz AlSi₁₀Mg reforzado con nanopartículas de Ti mediante aleado mecánico. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Los materiales compuestos de matriz metálica reforzados con metales se diseñan con la intención de combinar las diferentes propiedades mecánicas que existen entre los metales, a fin de obtener un material compuesto más completo para las diferentes industrias. El objetivo de este trabajo es fabricar un material compuesto AlSi10Mg/NPTsTi para mejorar la resistencia al desgaste y la dureza. Este material compuesto se fabricó mediante aleación mecánica con dos tiempos de molienda (5 y 10 horas) y con diferentes porcentajes de nano partículas de titanio, los cuales fueron 0%, 5%, 7.5% y 10%, a una velocidad de 1800 rpm y con una relación de peso de bolas a peso de polvo de 3:1. Posterior a la molienda mecánica se procedió a prensar 1g de cada polvo obtenido en una prensa uniaxial a 4 toneladas durante 5 minutos. Obtenidas las pastillas se continuó con el sinterizado al 60%, 70% y 80% de la temperatura de fundición del aluminio y luego con el lijado de estas (también se dejaron unas muestras en verde), para realizar su posterior caracterización. Los resultados obtenidos de la resistencia al desgaste realizado en las muestras sin sinterizar, exponen que con la carga de 5N hay un mayor desgaste que con las cargas de 1N y 3N y que las horas de molienda ni la adición de las NPTsTi tienen un impacto significativo en los resultados. Los resultados de la dureza Vickers muestran que con la adición de las nano partículas y con el sinterizado, esta disminuye; por otra parte, mediante el SEM y DRX se observó la creación de nuevas fases como el óxido de magnesio y el óxido de titanio además de observase en ciertas microestructuras algunos poros. En base a los resultados obtenidos, con la adición de las NPTsTi a la aleación de aluminio y sin estas, la resistencia al desgaste no se ve afectada por la adición de estas, mientras que la dureza decrementa al adicionarle las nanopartículas de titanio y con el proceso de sinterización debido a la saturación que se presentó en el material por parte de las nano partículas de titanio. Abstract Metal matrix reinforced metal composite materials are designed with the intention of combining the different mechanical properties that exist between metals, in order to obtain a more complete composite material for different industries. The objective of this work is to manufacture an AlSi10Mg / NPTsTi composite material to improve wear resistance and hardness. This composite material was manufactured by mechanical alloy with two grinding times (5 and 10 hours) and with different percentages of titanium nano particles, which were 0%, 5%, 7.5% and 10%, at a speed of 1800 rpm and with a ratio of ball weight to powder weight of 3: 1. After mechanical grinding, 1g of each powder obtained in a 4 ton uniaxial press was pressed for 5 minutes. Once the tablets were obtained, the sintering process was continued at 60%, 70% and 80% of the melting temperature of the aluminum and then with the sanding of these (samples were also left in green), to carry out their subsequent characterization. The results obtained from the wear resistance made in the sintered samples show that with the 5N load there is a greater wear than with the 1N and 3N loads and that the grinding hours and the addition of the NPTsTi have a significant impact in the results. The results of the Vickers hardness show that with the addition of the nano particles and with the sintered one, it decreases; on the other hand, through the SEM and DRX the creation of new phases such as magnesium oxide and titanium oxide was observed in addition to observing some pores in certain microstructures. Based on the results obtained, with the addition of the NPTsTi to the aluminum alloy and without these, the wear resistance is not affected by the addition of these, while the hardness decreases when the titanium nano particles are added and with the sintering process due to the saturation that was presented in the material by the titanium nano particles.

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