Revista de Metalurgia, Vol 50, No 1 (2014)

Maquinabilidad de composites de matriz metálica Al-SiC usando herramientas de WC, PCD y MCD


https://doi.org/10.3989/revmetalm.006

Jokin Beristain
IK4-Tekniker, España

Oscar Gonzalo
IK4-Tekniker, España

Alejandro Sandá
IK4-Tekniker, España

Resumen


El objetivo de este trabajo es el estudio de la maquinabilidad del material compuesto de matriz metálica aluminio-carburo de silicio en operaciones de torneado. Las herramientas de corte utilizadas han sido de metal duro con y sin recubrimiento, diferentes grados de diamante policristalino (PCD) y diamante monocristalino (MCD). El material mecanizado ha sido AMC225xe, compuesto de la aleación de aluminio AA 2124 con un 25% en peso de partículas de SiC con un tamaño medio de 3 μm. Los experimentos se han realizado con diferentes velocidades de corte en una operación de refrentado, midiendo la rugosidad superficial, las fuerzas y el desgaste de la herramienta. La superficie desgastada de la herramienta ha sido examinada en el microscopio electrónico (SEM). Se ha observado que el filo recrecido y el material adherido son mayores en el caso de las herramientas de MCD que en las de PCD. El filo recrecido actúa como una capa protectora contra la abrasión.

Palabras clave


Compuesto de matriz metálica (MMCs); Desgaste; Mecanizado; Reforzado con partículas; Torneado

Texto completo:


HTML PDF XML

Referencias


Chen, C.W., Huang, C.C., Lin, Y. Y., Chen, L.C., Chen, K.H. 2005. The affinity of Si-N and Si-C bonding in amorphous silicon carbon nitride (a-SiCN) thin film. Diam. Relat. Mater. 14 (3–7), 11 26–1130.

Coscia, U., Ambrosone, G., Letti eri, S., Maddalena, P., Rigato, V., Restello, S., Bobeico, E., Tucci, M. 2005. Preparation of microcrystalline silicon-carbon films. Sol. Energ. Mat. Sol. C. 87 (1–4), 433–444. http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2004.09.015

Cronjager, L., Meister, D. 1992. Machining of fibre and particlereinforced aluminium. Ann. CIRP 41 (1), 63–66. http://dx.doi.org/10.1016/S0007-8506(07)61153-6

Davim, J.P. (Ed.), 2012. Machini ng of Metal Matrix Composites. Springer-Verlag London Limited, London. http://dx.doi.org/10.1007/978-0-85729-938-3

Davis, J.R. 1995. Tool Material s (ASM Specialty Handbook). ASM International, USA.

Ding, X., Liew, W.Y.H., Liu, X.D . 2005. Evaluation of machining performance of MMC with PCBN and PCD tools. Wear 259 (7–12), 1225–1234.

Durante, S., Rutelli, S., Rabezzana, F. 1997. Aluminum-based MMC machining with diamond-coated cutting tools. Surf. Coat. Tech. 94–95, 632–640. http://dx.doi.org/10.1016/S0257-8972(97)00521-5

El-Gallab, M. and Sklad, M. 1998a. Machining of Al/SiC particulate metal-matrix composites: Part I: Tool performance. J. Mater. Process. Tech. 83 (1–3), 151–158. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00054-5

El-Gallab, M., Sklad, M. 1998b. Machining of Al/SiC particulate metal matrix composites: Part II: Workpiece surface integrity. J. Mater. Process. Tech. 83 (1–3), 277–285. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00072-7

Hung, N.P., Yeo, S.H., Oon, B.E. 1997. Effect of cutting fluid on the machinability of metal matrix composites. J. Mater. Process. Tech. 67 (1–3), 157–161. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(96)02836-1

Hung, N.P., Zhong, C.H. 1996. Cumulative tool wear in machining metal matrix composites Part II: Machinability. J. Mater. Process. Tech. 58 (1), 114–120. http://dx.doi.org/10.1016/0924-0136(95)02115-9

Li, X., Seah, W.K.H. 2001. Tool wear acceleration in relation to workpiece reinforcement percentage in cutting of metal matrix composites. Wear 247 (2), 161–171. http://dx.doi.org/10.1016/S0043-1648(00)00524-X

Looney, L.A., Monaghan, J.M., O'Reilly, P., Toplin, D.R.P. 1992. The turning of an Al/SiC metal-matrix composite. J. Mater. Process. Tech. 33 (4), 453–468. http://dx.doi.org/10.1016/0924-0136(92)90279-2

Luliano, L., Settineri, L., Gatto, A. 1998. High-speed turning experiments on metal matrix composites. Composites Part A 29 (12), 1501–1509. http://dx.doi.org/10.1016/S1359-835X(98)00105-5

Materion, 2012. AMC225XE Particle Reinforced Aluminum Alloy MAMC 10.12. Materion Aerospace Metal Composites Limited, Hampshire.

Muthukrishnan, N., Murugan, M. and Prahlada Rao, K. 2008a. An investigation on the machinability of Al-iC metal matrix composites using pcd inserts. Int. J. Adv. Manuf. Tech. 38 (5–6), 447–454. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-007-1111-z

Muthukrishnan, N., Murugan, M., Prahlada Rao, K. 2008b. Machinability issues in turning of Al-SiC (10p) metal matrix composites. Int. J. Adv. Manuf. Tech. 39 (3–4), 211–218. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-007-1220-8

Sandvik Coromant, 2005. Technical Guide. Sandvik Coromant, Sweden.

Shetty, R., Pai, R., Kamath, V., Rao, S. S. 2008. Steam as coolant and lubricant in turning of metal. Matrix composites. J. Zhejiang Univ. Sci. A 9 (9), 1245–1250. http://dx.doi.org/10.1631/jzus.A072203

Surappa, M.K. 2003. Aluminium matrix composites: Challenges and opportunities. Sadhana 28 (1–2), 319–334. http://dx.doi.org/10.1007/BF02717141

Weinert, K., Konig, W. 1993. A consideration of tool wear mechanism when machining Metal Matrix Composites (MMC). Ann. CIRP 42 (1), 95–98. http://dx.doi.org/10.1016/S0007-8506(07)62400-7




Copyright (c) 2014 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional.


Contacte con la revista revmetal@cenim.csic.es

Soporte técnico soporte.tecnico.revistas@csic.es