Estudio del desarrollo morfológico de un material compuesto de matriz de aluminio durante el procesamiento por molienda de alta energía

Study of morphological development of an aluminium matrix composite during high energy milling processing

La molienda de alta energía es un proceso realizado en molinos de bolas o attritores y es uno de los métodos mas ampliamente usados para la producción de materiales compuestos con fases uniformemente distribuidas en una matriz metálica. Si el proceso se lleva a cabo en tiempos suficientemente largos controlando algunos parámetros, se puede llegar a obtener una aleación mecánica de los polvos.

Aquí se presenta un estudio sobre la transformación morfológica de las partículas de polvos de aleación de aluminio AA6061 que contienen partículas cerámicas de carburo de boro en proporciones de 5 y 10% en volumen, sometidos a mezcla y molienda de alta energía en un molino planetario, para desarrollar así materiales compuestos de matriz metálica reforzados con partículas cerámicas.

La mezcla y molienda se llevaron a cabo en un molino planetario modelo PM400/2 de Retsch a una velocidad constante de 360 rpm durante 10 h. Se empleó una relación de carga bolas/polvo de 5:1 y estearato de aluminio como agente controlador del proceso. El proceso de mezcla y molienda realizado con sistemas dúctiles-frágiles sigue varias etapas respecto al cambio de morfología, distribución de tamaños y distribución de partículas de refuerzo en la matriz.

El análisis de estas características microestructurales se realizó empleando técnicas de microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y de transmisión. El estudio fue complementado con la determinación de las características físicas de densidades y granulometría de los polvos compuestos obtenidos.

Obtención de aleaciones compuestas nanoestructuradas de Cu-Cerámicas de Cr usando cobre en polvo de electroobtención

Obtaining nanostructured composite alloys of Cu-Cr ceramics using copper powder from electrowinning

En este documento se presentan los resultados preliminares de la caracterización microestructural, mecánica y eléctrica de nuevas aleaciones compuestas nanoestructuradas Cu-Cr₃O₂-Cr₃C₂ obtenidas por molienda mecánica y utilizando como material base cobre electrolítico en polvo de alta pureza y tamaño de partícula ultrafino obtenido en proceso de electroobtención.

El aleado mecánico se realizó en molino planetario empleando cantidades variables de cromo puro y Cr₃C₂, además del dispersante. La molienda a 300 rpm se realizó durante ocho horas, con la finalidad de refinar el tamaño de partícula y reforzar el cobre mediante la dispersión de carburo de cromo y la precipitación de partículas nanométricas de Cr₃O₂ por medio de la reacción entre el cromo adicionado y el oxígeno proveniente de la oxidación del cobre y del dispersante.

La caracterización del aleado en polvo se orientó en determinar resultados de morfología y tamaño de partículas, concentración de impurezas y del análisis por difracción de rayos X, en función del tiempo de molienda óptimo que combine las mejores propiedades mecánicas y eléctricas de estas aleaciones para usos en componentes eléctricos. Resultados preliminares de propiedades mecánicas y eléctricas de las partículas consolidadas en caliente mediante compactación isostática con presión de 90 MPa durante dos horas a 925K muestran durezas de 63 HRb, resistencia a la tracción de 440 MPa y conductividad de 78% IACS.