Effets de la vitesse du brassage et du taux du renfort sur la structure et les propriétés d’un composite A356/SiCp moulé

Abstract

La fabrication des composites à matrice métallique à renfort particulaire par la méthode dite « de vortex » qui implique l'introduction des particules céramiques prétraitées moyennant un brassage est une voie très attractive. Elle est considérée comme la technique la plus simple et la moins chère. Cependant, les problèmes inhérents aux réactions chimiques à l'interface, à la difficulté de mouillage des particules par le métal et l’apparition de la porosité sont les principaux problèmes rencontrés. Ceux-ci sont en grande partie influencés par plusieurs facteurs, tels que; la température de fusion, le type, la quantité et la nature des particules, ainsi que la vitesse et le temps brassage. Dans la première partie de ce travail, les effets de la vitesse de malaxage et du taux de renfort sur la structure et les propriétés mécaniques d’un composite A356/SiCp moulé synthétisé au laboratoire ont été étudiés. 5 à 20% de renfort de 22 à 63 μm dimensions ont été incorporés. Le mélange a été réalisé sous une vitesse de 100 à 500 tr/minutes pour un temps de 10 minutes. La microstructure (optique, électronique)  examinée a révélé qu’à une faible vitesse, les particules ont eu tendance regroupement avec un pourcentage croissant du renfort en générant beaucoup de porosités. L'augmentation de la vitesse d'agitation et du taux de renfort jusqu'à une certaine limite ont permis en revanche une meilleure distribution des particules dans la matrice et a favorisé une nette amelioration des caractéristiques mécaniques.

Mots clés : A356/SiCp moulé-méthode de vortex-vitesse de malaxage-taux de renfort- structure-caractéristiques

Effects of stirring speed and reinforcement rate on the structure and
properties of a cast A356/SiCp composite

The manufacture of metal matrix composites with particulate reinforcement by the so-called "vortex" method which involves the introduction of the pre-treated ceramic particles by means of a stirring is a very attractive route. It is considered the simplest and cheapest technique. However, the problems inherent to the chemical reactions at the interface, the difficulty of wetting the particles by the metal and the appearance of the porosity are the main problems encountered. These are largely influenced by several factors, such as; the melting temperature, the type, the quantity and the nature of the particles, as well as the speed and the mixing time. In the first part of this work, the effects of mixing speed and reinforcement rate on the structure and mechanical properties of a molded A356 / SiCp composite  synthesized in the laboratory were studied. 5 to 20% reinforcement of 22 to 63 μm dimensions have been incorporated. The mixture was made at a speed of 100 to 500 rpm for a time of 10 minutes. The microstructure (optical, electronic) examined revealed that at a low speed, the particles tended to group together with an increasing percentage of the reinforcement  generating a lot of porosities. Increasing the stirring speed and the level of reinforcement up to a certain limit allowed, on the other hand, a better distribution of the particles in the matrix and favored a clear improvement of the mechanical characteristics.

Keywords:A356/SiCp cast- stir casting- stirring speed- reinforcement rate- Microstructure, characteristics