Obtención de MMC superficial en AA5052-H32 empleando el proceso FSP

• Zuluaga-Posada, María ^[2] ; Hoyos-Pulgarín, Elizabeth ^[2] ; Montoya-Góez, Yesid ^[2] ; López-Ochoa, Diana María ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad EIA
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 18, Nº. 3 (Julio - septiembre), 2019, págs. 27-32
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Superficial metal matrix composite of AA5052-H32/Al2O3 manufactured by friction stir processing
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    En este trabajo se empleó el proceso friction stir procesing (FSP), para obtener un material compuesto de matriz metálica (MMC por sus siglas en inglés) en la superficie de una lámina de aluminio AA5052-H32, empleando partículas de alúmina fase gamma como material de refuerzo. El proceso FSP es una tecnología nacida del proceso FSW con la finalidad de modificar las propiedades superficiales de un material. A diferencia de los MMC fabricados por métodos convencionales y volumétricos, el FSP permite obtener materiales que, al ser modificados solo superficialmente, mejoran las propiedades tribológicas de la pieza en regiones de interés. Estos materiales o piezas pueden ser sometidos a procesamiento posterior, es decir, el procesamiento superficial permite que características como la soldabilidad del material base se mantengan, a diferencia de algunos MMC obtenidos por fundición.

      Para la fabricación de los MMC superficiales se emplearon dos herramientas, una para introducir las partículas en la superficie del material y otra herramienta para distribuirlas en la región procesada. Se fijaron los parámetros de velocidad de giro, velocidad de avance y número de pasadas de inserción: 1000 rpm, 100 mm/min y dos pasadas respectivamente. Se fabricaron tres grupos de muestras: sin partículas, con micropartículas de tamaño 5 µm y con nanopartículas de tamaño 50 nm, variando el número de pasadas de distribución para cada grupo. El valor teórico de la dureza del aluminio 5052-H32 es de 68 HV. Los resultados mostraron que el material procesado sin partículas presentó una disminución de dureza aproximada del 13 % en los casos evaluados; mientras que el procesado con partículas de alúmina, tanto micro como nano, generó un incremento en la dureza superficial del material del 6 y el 24 % respectivamente, con dos pasadas de distribución. Al incrementar a cuatro las pasadas de distribución, la dureza se redujo alcanzando valores cercanos al material base. Los resultados obtenidos indican que es posible modificar favorablemente las propiedades superficiales de un material empleando FSP.

  • English

    In the present work, the Friction Stir Processing (FSP) procedure was used to manufacture a metal matrix composite (MMC) on the surface of an aluminum alloy AA5052-H32, using gamma-phase alumina particles as reinforcement. FSP is a technology based on FSW process with the purpose of modifying and enhancing material properties. It allows to obtain materials modified only superficially, improving tribological properties only in regions of interest, unlike MMC made by conventional methods. These processed parts can be subjected to further processing; as an example, surface processing allows characteristics such as the weldability of the base material to be maintained, unlike some MMC obtained by casting.

      For the manufacture of MMC two tools were used. Tool 1 was used to introduce the particles in the base metal and Tool 2 was used to distribute the particles in the processed region. MMC beads were fabricated at 1000 rpm, 100 mm/min, and two insertion passes. Three groups of samples were obtained: processed without particles, with micro particles (5µm) and with nano particles (50nm). For each group the number of distribution passes varied. Base material hardness value was 68 HV. The results show that, the processed material without particles presented a decrease in hardness of 13 %. Processed material with micro and nano particles, with two distribution passes, showed increased hardness values between 6 and 20% respectively. Increasing the distribution passes up to four, caused a hardness reduction to values close to the base material. The results indicate that it is possible to modify favorably the surface properties of a material using FSP.