Effects of solid lubricants on properties of Al-Si-SiC composite powder produced by gas atomization technique

Abstract

Al-Si-SiC composites powder was analyzed in this research. The powder was made by gas atomizing process. Powder characterization was done to observe its morphology, particle size distribution and thermal properties. Effects of lubricants were intensively investigated in this research with compositions and pressure variables. It is assumed that higher amount of solid lubricant put into the powder, the lower ejection force needed to take out compacted powder. Finding appropriate solid lubricant is necessary to improve green and sintering properties. EBS (ethylene bis stearamide), aluminum stearate, zinc stearate and paraffin wax were used for investigation. Sintering under ultra high purity nitrogen gas 99.9999% was carried out to produce high density material. SEM-EDS and XRD were carried to characterize this powder. SiC particles in this powder prohibit to achieve optimum sintering properties of Al-Si-SiC due to their resistance during compaction which leads to form pores and lower sintering density. And ethylene bis stearamide (EBS) seems to be suitable solid lubricant for this powder by giving lower ejection force, flowability and higher sintering density for 93.5%.

Caracterização microestrutural e mecânica de compósito Al/Si com aplicações nas indústrias aeronáutica e automobilística

“…Vale ainda lembrar que em literatura, diversos trabalhos deixam evidenciada a relação entre densificação e pressão de compactação e temperatura e/ou tempo de sinterização (TIWARI et al, 2012;RUDIANTO et al, 2011RUDIANTO et al, /2012YU et al, 2014;POURNADERI et al, 2017;HAFIZPOUR et al, 2008;XUE et al, 2015;PADMAVATHI et al, 2010). Ainda deixam claro que, no processo de sinterização, as densidades dos compactados a verde decrescem em decorrência do aumento de quantidade de área de superfície interna do material.…”

“…Ainda tentando dar uma diretriz clara se é mais interessante aumentar a carga de compactação, ou a temperatura e tempo de sinterização, tomando-se por base estudos anteriores (RUDIANTO et al, 2011(RUDIANTO et al, /2012YU et al, 2014;POURNADERI et al, 2017;HAFIZPOUR et al, 2008;XUE et al, 2015;PADMAVATHI et al, 2010;EJIOFOR et al, 1997), existe um consenso de que a faixa ideal de temperatura de sinterização de compósitos de matriz de Al fica próximo aos 70 a 85% da temperatura da matriz, seja ela à base de Al-Si, Al-Cu ou outra. O tempo de sinterização, seguramente propicia melhor difusão atômica e consequentemente a coalescência e interação entre as partículas, diminuindo as interfaces do compósito, podendo significar uma sutil melhora a resposta mecânica, mas sugere-se que a ductilidade se mostra mais susceptível a esse parâmetro.…”