Obtención de MMC superficial en AA5052-H32 empleando el proceso FSP

Resumen

En este trabajo se empleó el proceso friction stir procesing (FSP), para obtener un material compuesto de matriz metálica (MMC por sus siglas en inglés) en la superficie de una lámina de aluminio AA5052-H32, empleando partículas de alúmina fase gamma como material de refuerzo. El proceso FSP es una tecnología nacida del proceso FSW con la finalidad de modificar las propiedades superficiales de un material. A diferencia de los MMC fabricados por métodos convencionales y volumétricos, el FSP permite obtener materiales que, al ser modificados solo superficialmente, mejoran las propiedades tribológicas de la pieza en regiones de interés. Estos materiales o piezas pueden ser sometidos a procesamiento posterior, es decir, el procesamiento superficial permite que características como la soldabilidad del material base se mantengan, a diferencia de algunos MMC obtenidos por fundición.

Para la fabricación de los MMC superficiales se emplearon dos herramientas, una para introducir las partículas en la superficie del material y otra herramienta para distribuirlas en la región procesada. Se fijaron los parámetros de velocidad de giro, velocidad de avance y número de pasadas de inserción: 1000 rpm, 100 mm/min y dos pasadas respectivamente. Se fabricaron tres grupos de muestras: sin partículas, con micropartículas de tamaño 5 µm y con nanopartículas de tamaño 50 nm, variando el número de pasadas de distribución para cada grupo. El valor teórico de la dureza del aluminio 5052-H32 es de 68 HV. Los resultados mostraron que el material procesado sin partículas presentó una disminución de dureza aproximada del 13 % en los casos evaluados; mientras que el procesado con partículas de alúmina, tanto micro como nano, generó un incremento en la dureza superficial del material del 6 y el 24 % respectivamente, con dos pasadas de distribución. Al incrementar a cuatro las pasadas de distribución, la dureza se redujo alcanzando valores cercanos al material base. Los resultados obtenidos indican que es posible modificar favorablemente las propiedades superficiales de un material empleando FSP.