Desarrollo de composites de base aluminio reforzados con fibra corta de grafito

Abstract

La presente tesis doctoral tiene como finalidad la busqueda de una mayor aplicación real de los composites de matriz metalica (CMM) en componentes industriales. Para alcanzar dicho objetivo, el trabajo se ha centrado principalmente en el desarrollo y fabricacion de CMM de base aluminio mediante tecnicas facilmente trasladables a la realidad industrial, es decir, por via liduqida. Esto comprende tanto la adicion del refuerzo a la matriz en estado liquida o semi-solida mientras esta se agita mecanicamente, como el proceso de infiltracion de preformas, tambien llamado "squeeze casting". Como refuerzo se ha escogido la fibra corta de carbono debido tanto a su interes tecnologico (elevadas propiedades mecanicas) como a su vez cada vez menor precio en el mercado (nuevos procesos de fabricacion). La presente tesis ha conseguido no solo diseñar y poner a punto los procesos de fabricación de composites de aluminio reforzado con fibra corta de grafito, sino tambien ha conseguido superar en buena medida tipicos problemas de ausencia de mojabilidad, excesiva reactividad1A-C y dificultad de adicion a una matriz liquida de refuerzos fibrosos con gran tendencia al enmarañamiento. Para ello se ha desarrollado el sistema tanto de adición de fibra como de fabricacion de preformas para su posterior infiltracion. Asimismo se ha estudiado un sistema de proteccion de fibra contra su reactividad basado en la aplicación de revestimiento de cobre. Los principales parametros de fabricacion de ambos procesos fueron estudiados y optimizados para el caso de la presente investigacion de manera que se fabricaron piezas de composite para caracterizacion metalografica, mecanica y desgaste. Especial hincapié se hizo en el estudio de la intercara mediante tecnicas de microscopia electronica (SEM y TEM) y optica. Asimismo, los composites se caracterizaron a tracción a temperatura ambiente y alta temperatura. Por último, se ralizaron ensayos de desgaste con el fin de conocer su potencialidad como material de uso en diferentes componentes que pudieran ser de interes en el campo de la automocion y que estuvieran sometidos a desgaste.