Dry Sliding Wear Behavior of Aluminum 6063 Composites Reinforced with TiB<sub>2</sub> Particles

Abstract

The influence of titanium diboride (TiB 2 ) loading on the dry sliding wear characteristics of aluminum 6063 matrix alloy-titanium diboride (Al/TiB 2 ) composite materials has been assessed using a pin-on disc wear tester at different loads. The composites with 5 and 10 wt% of fine TiB 2 particles were fabricated using stir casting technique. For comparison, as-cast of the base alloy were made under the same processing applied for Al/TiB 2 composites. The hardness of the composite materials was measured using Brinell hardness tester. Scanning electron microscopy (SEM) was used to analyze the wear surfaces of samples. The results indicate that fine TiB 2 particles markedly improved the wear performance of the aluminum 6063 matrix alloy. The coefficient of friction decreases with increase in the amount of TiB 2 , but this effect was more pronounced in dry sliding. Hardness of composites increased with increasing TiB 2 loading. The wear rates increase with increase in load and dependent upon TiB 2 loading in the base alloy. Among the composites tested, Al/TiB 2 composites containing 10 wt% TiB 2 exhibited superior wear resistance over the base alloy and 5 wt% Al/TiB 2 composites. These observations were correlated in terms of the TiB 2 loading in base alloy which resulted in the variations of the hardness.

Characterization of physical and mechanical properties of aluminium based composites reinforced with titanium diboride particulates

“…Increment in density values depicts that the breakage of particles may not have any noticeable impact on the fabricated composites. 38 This can further be attributed to uniform dispersion of TiB 2 particles and improvement in matrixreinforcement bonding. It can be concluded that the stir casting technique is ideal for efficient manufacturing of composites.…”

Investigation on mechanical properties and wear behaviour of titanium diboride reinforced composites

“…The same trend was noted for all sliding speeds. [25,27,28]. due to complex processes that occurred during wear of the composites.…”

Fonksiyonel Derecelendirilmiş TiB2/Al Kompozitlerin Abrasif Aşınma Davranışları Üzerine Deneysel Bir Çalışma

“…Bunun muhtemel nedeni matris içerindeki TiB2 partikülleri sertlik artışına neden olarak aşındırıcı partiküllerinin aşınan yüzeylere penatrasyonunu azaltarak aşınma kayıplarının azalmasına neden olmuştur. TiB2 takviyeli alüminyum matrisli kompozitlerin aşınma davranışı üzerine yapılan bir çok çalışmada TiB2 partiküllerinin ilavesi ile kompoztlerin sertlik değerlerini artırmasına bağlı olarak kompozitlerin aşınma özelliklerinin iyileştiği rapor edilmiştir (Kumar et al, 2007) (Kumar, Chakraborty, Subramanya Sarma, & Murty, 2008) (Kumar, Subramanya Sarma, & Murty, 2009) (Krishnamurthy et al, 2017). Şekil 7'de verilen aşınma izlerine ait optik görüntüler TiB2 ile güçlendirilmiş bölgelerde aşınma kayıplarının daha düşük olmasının nedenini açıklamaktadır.…”

“…K. L. Tee (Tee et al, 2010) arkadaşları alüminyum matrise % 15 TiB2 ilavesi ile çekme gerilmesinin %56,5, akma gerilmesinin %65,7 ve elastik modülün % 21,5 oranında artırdığını rapor etmişlerdir. K. Krishnamurthy (Krishnamurthy, Ashebre, Venkatesh, & Suresha, 2017) ve arkadaşları ise 6063 alüminyum alaşımına TiB2 ilavesi ile spesifik aşınma hızının azaldığını göstermişlerdir. Kumar (Kumar, Sarma, & Murty, 2007) ve arkadaşları Al-5Cu matrise TiB2 ilavesi ile abrasif aşınma direncinin iyileştiğini belirtmişlerdir.…”