Tesis:
Fabricación de un material compuesto base ZAMAK reforzado con residuos carbonosos de origen petroquímico mediante la técnica de reocolado
- Autor: CRUZ RIAÑO, Luis Javier
- Título: Fabricación de un material compuesto base ZAMAK reforzado con residuos carbonosos de origen petroquímico mediante la técnica de reocolado
- Fecha: 1997
- Materia: MATERIALES COMPUESTOS
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: MADROÑERO DE LA CAL, Antonio
- Director/a 2º: MARIA RUIZ, María Raquel de
- Resumen: Los materiales compuestos de matriz metálica (MMCS) son aquellos materiales constituidos por una aleación metálica de base Zn, Al, Mg, Cu, etc., a la cual se le ha incorporado algún tipo de refuerzo, generalmente cerámico. Estos materiales presentan especiales y prometedoras características, siendo candidatos óptimos para abrir nuevas vías de mercado. Ello es debido a la combinación de las excelentes propiedades de los refuerzos cerámicos y a la ductilidad de la matriz metálica. Desde el punto de vista de su fabricación, los (MMCS) se pueden dividir en tres grandes: los (MMCS) procesados en estado sólido, los (MMCS) procesados en estado líquido y los (MMCS) procesados en estado gaseoso. Las técnicas de fabricación en estado líquido han tenido un gran desarrollo industrial durante los últimos tiempos debido a sus ventajas inherentes sobre las tecnologías en estado sólido y gaseoso a saber: son métodos económicamente mas baratos, permiten el empleo de una gama muy amplia de matrices y de refuerzos, y permite la fabricación de productos en una gama muy amplia de formas geométricas utilizando métodos muy similares a las convencionales técnicas de fundición muy conocidas en el sector metalúrgico. Dentro de las técnicas de fabricación en estado líquido para la obtención de los (MMCS) se destacan las siguientes: "rheocasting" o reocolado, "squeeze casting" o forja líquida, codeposición por atomización e infiltración a presión. Una de las labores mas importantes desarrolladas en el presente trabajo de investigación fue la puesta a punto de un equipo de procesado para la fabricación de un material compuesto metálico con una aleación zinc- aluminio ZA27 como matriz, reforzado con residuos carbonosos de origen petroquímico mediante la técnica de reocolado. La realización de un adecuado estudio preliminar sobre los constituyentes del material compuesto fue trascendental para superar el gran problema de no mojabilidad que presentan entre sí la aleación ZA27 y las partículas carbonosas. Concretamente, las partículas carbonosas de refuerzo fueron sometidas a un moderado pretratamiento térmico de mordentación superficial y la aleación matriz a un estudio geológico a fin de definir las condiciones mas adecuadas de procesado que permitieran obtener una microestructura de tipo globular, sin porosidad. El diseño de experimentos fue utilizado como una herramienta estadística muy eficaz para minimizar la magnitud de la experimentación, para establecer las posibles relaciones entre los parámetros de procesado y las propiedades del material obtenido y para definir las condiciones óptimas de fabricación del material compuesto en estudio. Bajo dichas condiciones óptimas de procesado, se obtuvo un material compuesto reforzado con una fracción volumétrica máxima de reforzante del 5 por ciento, que presentó un incremento, tanto en la resistencia a la tracción (4,2 por ciento), como en la ductilidad (11,8 por ciento); pero una disminución en la dureza (17,5 por ciento), con respecto a la aleación matriz fundido-agitada bajo las mismas condiciones pero sin reforzar. El campo potencial de aplicaciones del material compuesto ZA27/partículas carbonosas optimizado debe encontrarse seguramente en el sector del automóvil o en el agroindustrial y mas concretamente, en aplicaciones de tipo tribológico donde se aproveche, además del buen comportamiento mecánico que ha demostrado el material compuesto, las excelentes características, que como lubricante sólido, posee el carbono añadido a la aleación matriz