Abstract
In this work, the wear behaviour of coatings made of aluminium matrix composites reinforced with 20% of SiC particles and manufactured by thermal spray method with oxyacetylene flame has been investigated. The wear behaviour between coatings with uncoated particles and sol-gel silica coated ones heat treated at 500 °C and 725 °C have been compared. The sprayed coatings with silica coated particles are more homogenous and less porous due to increase of wettability by molten aluminium that takes place on coated particles. The microstructure of the sprayed coatings, the wear surfaces and the wear debris have been anlysed using optical microscopy, scanning electron microscopy and microanalysis techniques (EDX). The results show a smaller wear rate, a lower friction coefficient and more reduced loss of mass for the coatings sprayed with particles with sol-gel silica coatings than those made with uncoated particles.
Highlights
In this work, the wear behaviour of coatings made of aluminium matrix composites reinforced with 20% of SiC particles and manufactured by thermal spray method with oxyacetylene flame has been investigated
Elevada porosidad y una falta de continuidad en la unión entre el recubrimiento y el sustrato, debido a la baja mojabilidad de las partículas por el aluminio líquido. — La utilización de partículas recubiertas con sílice sol-gel como refuerzo en el recubrimiento de material compuesto fabricado por proyección térmica disminuye su porosidad, aumenta la homogeneidad y mejora la continuidad en la unión con el sustrato, debido al aumento de la mojabilidad de las partículas. — Los recubrimientos de material compuesto presentan una resistencia al desgaste superior al recubrimiento de aluminio proyectado
De entre los recubrimientos de los materiales compuestos, son los reforzados con partículas recubiertas con sílice solgel los que presentan una menor tasa de desgaste, coeficiente de rozamiento y pérdida de masa
Summary
Las aleaciones de aluminio reforzadas con partículas de SiC muestran, en general, unas buenas propiedades, dado que el aluminio proporciona ligereza y una buena resistencia a la corrosión mientras que el carburo de silicio mejora el comportamiento mecánico y, particularmente, aumenta su resistencia frente al desgaste[1 y 2]. El método sol-gel permite obtener una capa de sílice amorfa sobre las partículas de SiC que cumple ambos requisitos, al actuar como barrera activa aumenta la mojabilidad y evita la degradación del refuerzo[6 y 7]. El grado de mojabilidad y reactividad con el aluminio líquido de las partículas recubiertas se puede controlar modificando la temperatura del tratamiento térmico aplicado en el método sol-gel, debido a que se obtiene una sílice con porosidad y reactividad química controlable. Se ha demostrado que utilizando partículas recubiertas con sílice se obtienen recubrimientos más homogéneos, continuos y con menor porosidad que los de partículas sin recubrir, debido fundamentalmente al aumento de mojabilidad por el aluminio líquido que tiene lugar en las partículas recubiertas. El análisis de las superficies y de las partículas de desgate mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) ha permitido conocer el mecanismo asociado al desgaste de los diferentes recubrimientos estudiados
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