The Production of Cast Metal Matrix Composite by a Modified Stir Casting Method

Abstract

Dalam praktik biasa teknik tuangan kacau, komposit matriks logam dihasilkan dengan cara meleburkan bahan matriks dalam suatu bekas kemudiannya leburan logam ini dikacau dengan kuat untuk membentuk vorteks dan bahan tetulang partikel dimasukkan melalui bahagian tepi vorteks yang telah terbentuk. Daripada satu sudut pandangan pendekatan ini mempunyai kekurangan, yang timbul daripada kaedah memasukkan partikel dan kaedah pengacuan. Semasa penambahan partikel ini dilakukan akan berlaku pemejalan setempat dalam leburan tersebut yang teraruh oleh partikel, dan ini akan meningkatkan kelikatan buburan tersebut. Kaedah penambahan partikel melalui bahagian atas ini juga akan memasukkan udara ke dalam buburan yang muncul sebagai poket udara di antara partikel tersebut. Kadar penambahan partikel ini juga perlu diperlahankan terutamanya apabila terdapat peningkatan pecahan isipadu partikel yang digunakan. Proses ini akan memakan masa yang lama terutamanya untuk produk yang lebih besar. Kajian ini mencadangkan satu pendekatan baru untuk menghasilkan tuangan MMC. Apabila semua bahan dimasukkan ke dalam mengkok grafit dan dipanaskan dalam atmosfera lengai sehingga aloi matriks menjadi lebur dan kemudiannya diikuti dengan tindakan kacauan dua-langkap sebelum penuangan ke dalam acuan, mempunyai kelebihan daripada segi menggalakkan kebolehbasahan di antara partikel silikon karbida dengan aloi A359 aloi matriks. Kejayaan penambahan partikel silikon karbida ke dalam aloi matriks telah menunjukkan bahawa kebolehbasahan di antara partikel silikon karbida, dan sifat mekanikal seperti kekerasan dan kekuatan tegangan adalah setanding dengan data sebelumnya yang dihasilkan oleh penyelidik lain. Kata kunci: Komposit matriks logam; tuangan kacau; kebolehbasahan; kekerasan; kekuatan; penyebaran partikel In a normal practice of stir casting technique, cast metal matrix composites (MMC) is produced by melting the matrix material in a vessel, then the molten metal is stirred thoroughly to from a vortex and the reinforcement particles are introduced through the side of the vortex formed. From some point of view this approach has disadvantages, mainly arising from the particle addition and the stirring methods. During particle addition there is undoubtedly local solidification of the melt induced by the particles, and this increase the viscosity of the slurry. A top addition method also will introduced air into the slurry which appears as air pockets between the particles. The rate of particle addition also needs to be slowed down especially when the volume fraction of the particles to be used increases. This is time consuming for a bigger product. This study propose a new approach of producing cast MMC. When all substances are placed in a graphite crucible and heated in an inert atmosphere until the matrix alloy is melted and then followed by a two–step stirring action before pouring into a mould has advantages in terms of promoting wettability between the silicon carbide particle and the A359 matrix alloy. The success of the incorporation of silicon carbide particles into the matrix alloy showed that the wettability between silicon carbide particles and mechanical properties such as hardness and tensile strength are comparable with previous data produced by other researchers. Keywords: Metal matrix composite; stir casting; wettability; hardness; tensile strength; particle distribution.