Neue Technologie zur Produktion von Al-B4C Metallmatrix-Verbundwerkstoffen

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GP 06/2014
Forschung

Herstellung eines Al-(10-15)%B4C Metallmatrix-Verbundwerkstoffes (MMV) mittels Pulverinjektions-Verfahren (alle Rechte bei der Université du Québec à Chicoutimi). Es wurden zwei Grundmaterialien verwendet: Reines Aluminium und die Legierung 6063. Kleine Mengen von Titan (Ti) und Zirkon (Zr) wurden jeder Schmelze beigefügt, bevor eine Pulverinjektion mit Borcarbid (BC) erfolgte. Die Verbundstoff-Schmelzen wurden jeweils in L-förmige und rechtwinklige, buchförmige metallische Formen vergossen. Die Mikrostruktur der Abgüsse zeigte eine gleichmäßige Verteilung der BC-Partikel und eine gute Vernetzbarkeit mit dem Grundgefüge. Bei langsamem Rühren der Schmelze zeigte sich in einigen Fällen eine Entmischung. Die zugefügten Elemente umschlossen die BC-Partikel kettenförmig und verhinderten so eine Reaktion mit dem Grundgefüge, ganz im Gegensatz zu MMV ohne Zusatzstoffe, bei denen oft Al-B oder Al-B-C Verbindungen beobachtet wurden. Einige der gegossenen Blöcke wurden erneut umgeschmolzen, um den Recycling-Fall zu simulieren. Die Mikrostruktur zeigte ausgezeichnete Adhäsion zwischen den BC-Partikeln und der Grundsubstanz. Die Blöcke konnten erfolgreich von 40 mm (1,6 in.) dicken Platten in 2 mm (0,8 in.) dünne Tafeln ausgewalzt werden, wobei ein speziell geformtes Walzenkaliber benutzt wurde. A New Technolgy for the Production of Al-B4C Metal Matrix Composites
Al-(10-15)%B4C MMCs was produced using a powder injection technique (propriety to Université du Québec à Chicoutimi). Two base matrices were used: pure Al and 6063 alloy. Small amounts of Ti and Zr were added to each melt before B4C powder injection was carried out. Composite melts were poured into metallic L-shaped and rectangular book-type molds. As-cast microstructures revealed uniform distribution of B4C particulate and good wettability with thematrix. Segregation was sometimes observed when the melt was stirred at low speed. The added elements appeared as a necklace surrounding the B4C particles, preventing reaction with the matrix, as compared to a Metal Matrix Composite (MMC) with no additions, where Al-Bor Al-B-C compounds were often observed. Some of the cast slabs were remelted to simulate recycling. The microstructure revealed excellent adherence between the B4C particles and the matrix. The slabs were successfully rolled down from 40 mm (1.6 in.) to 2 mm (0.08 in.) thick sheets using a special rolling pass design. Rubrik: TECHNIK

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