Modificación de la morfología del silicio en la aleación de aluminio a 356 mediante ciclos de calentamiento y enfriamiento

Abstract

Las piezas de aleaciones de aluminio pueden ser obtenidas por conformado o fundición y éste último método se emplea en las aleaciones de aluminio-silicio. La morfología del silicio en estas aleaciones puede ser modificada mediante el empleo de elementos denominados agentes modificadores debido a que la morfología original del silicio influye en la ductilidad. Algunos de estos agentes modificadores son de difícil obtención y alto costo, por esto se sugiere buscar una alternativa de modificación de la morfología del silicio. Para lograr este objetivo se empleó la aleación de aluminio A356 (contenido de silicio entre 6,5 y 7,5%). Se obtuvieron muestras fundidas empleando un molde metálico sin agitación y alta velocidad de enfriamiento y esto fue realizado en un horno de mufla y como instrumento de medición de la temperatura se utilizó un termopar de tipo K (cromel-alumel). A varias muestras se les aplicó por lo menos un ciclo de calentamiento y enfriamiento a diversas temperaturas y tiempos, siendo analizadas posteriormente para comprobar cual de los tratamientos aplicados producía un cambio en la morfología del silicio en la estructura eutéctica presente. Una vez seleccionado el tratamiento que generó la microestructura más fina, fueron modificadas las condiciones de trabajo en cuanto al número de ciclos, para comprobar si ocurría alguna mejora sobre la microestructura de las muestras. Luego estas fueron analizadas utilizando un microscopio óptico con analizador de imagen, un microscopio electrónico de barrido (M.E.B.), se les hizo análisis por EDX y medidas de dureza. La microestructura más fina fue encontrada en la muestra 2 cuyas condiciones sirvieron de base para la obtención de otras muestras. En cuanto a los ciclos de enfriamiento y calentamiento variados la microestructura más refinada se encontró en la muestra 10 (dos ciclos). Estas dos muestras presentaron menor tamaño de partícula, una dureza bastante baja en comparación con la aleación original y el silicio presentó una morfología de esferas, cuasi-esferas y láminas con bordes redondeados en gran cantidad. Se llegó a la conclusión que el mejor tratamiento aplicado que generó cambios sobre la morfología del silicio fue el realizado sobre la muestra 2, aunque las condiciones de trabajo de la muestra 10 también fueron satisfactorias; sólo que por razones económicas es más factible el primer tratamiento mencionado. Se sugiere estudiar las propiedades mecánicas de las muestras analizadas para observar el cambio experimentado en las mismas debido al cambio en la morfología del silicio.