Processing and characterization of aluminium-based MMCs produced by gas pressure infiltration

Abstract

A device has been designed and built for unidirectional infiltration of ceramic preforms with a molten metal. It allows production of Al or Mg alloys reinforced with short or continuous ceramic fibres. The apparatus has been tested for different alloys and preforms by varying the process parameters (infiltration pressure, fibre content, melt superheat, preform preheat and solidification speed). As an example, full infiltration of Al 2 O 3-SAFFIL chopped preforms with an Al-4wt.%Cu-1wt.%Mg-0.5wt.%Ag alloy has been achieved under controlled conditions by using a gas pressure between 1 and 3 MPa. The resulting metal matrix composite has been characterised by microscopical observations and mechanical tests. Measurements of Young's modulus, density, microhardness and mechanical loss show that the optimal process conditions for Al-4wt.%Cu-1wt.%Mg-0.5wt.%Ag-SAFFIL composites are a temperature of 750°C for both preform and melt and the maximum infiltration pressure of 3 MPa. Preliminary tests have shown that the gas pressure infiltration apparatus is also suitable to produce continuous fibre reinforced and hybrid metal matrix composites.

Microstructures and mechanical properties of Al-base composite materials reinforced by Al–Cu–Fe particles

“…Four Al-based MMCs were produced using the gas-pressure infiltration technique [11]. The MMCs were prepared by melting the matrix in a melting chamber, under vacuum or protective atmospheres, which is afterwards injected under pressure into a backed bed of reinforcements particles.…”

DEVELOPMENT OF (Fe–B–C)-BASED FILLER FOR WEAR-RESISTANT COMPOSITE COATINGS

“…Ключевые слова: перитектические сплавы Fe-B-C; легирование; механические свойства; композицион-ный материал; сплав-наполнитель Введение В технике все большее распространение по-лучают композиционные покрытия, состоящие из разнородных компонентов [1,12,14]. Один из них пластичен (связка), а другой обладает повышенной прочностью и твердостью (напол-нитель).…”

“…Практическая значимость. За счет комплексного легирова-ния перитектического сплава-наполнителя Fe-В-С хромом, ванадием, молибденом и ниобием достигается абразивная износостойкость композиционных покрытий, сравнимая с износостойкостью вольфрамсодержа-щих покрытий, что позволяет обеспечить экономию дорогостоящих и дефицитных материалов.Ключевые слова: перитектические сплавы Fe-B-C; легирование; механические свойства; композицион-ный материал; сплав-наполнитель Введение В технике все большее распространение по-лучают композиционные покрытия, состоящие из разнородных компонентов [1,12,14]. Один из них пластичен (связка), а другой обладает повышенной прочностью и твердостью (напол-нитель).…”

“…В технике все большее распространение по-лучают композиционные покрытия, состоящие из разнородных компонентов [1,12,14]. Один из них пластичен (связка), а другой обладает повышенной прочностью и твердостью (напол-нитель).…”

Preparation of Unidirectional Carbon Fiber Preform for Aluminium Matrix Composites

“…However, squeeze casting process for fabrication of fiber reinforced composite materials is able to cause fiber fracture and/or inhomogeneous fiber distribution with by using high pressure. 10,11) On the other hand, the low pressure infiltration (LPI) process is one of the promising infiltration methods by using low applied pressure. It was also known that the LPI process for the composite materials enabled relatively simple facilities, cost-effective and complex shape fabrication using low applied pressure.…”