The effect of nickel content and sintering conditions on the wear property of Al-4Cu-xNi system was investigated. Sintering was carried out in nitrogen atmosphere, and wear test was conducted on the disk and pin wear test machine.
As nickel content of the Al-4Cu-xNi system sintered at 600℃ and for 30min. increased, the wear rate (wear loss per unit sliding distance in contant wear region: mg/km) of the system decreased, and the hardness of the specimen increased. These phenomena were due to structural change in Al-4Cu-xNi system.
Nickel addition and subsequent sintering produced hard intermetallic compound($Al_3Ni$) in the matrix owing to exothermic reaction with aluminum and nickel. This hared phase appears to reduce the wear rate of the sintered Al-4Cu -xNi specimen.
In Al-4Cu-7Ni system, the effect of sintering conditions on the wear property of the specimen was critical. The wear rate of the specimen sintered at 580℃ and for 30 min. was 10 times at that of the specimen sintered at 620℃ and for 30 min. As sintering time increased at 620℃, wear rate also decreased.
X-ray diffraction studies show that as temperature increased, Ni peak was disappeared and $Al_3Ni$ peak developed more sharply.
In conclusion, nickel added aluminum copper P/M parts have far superior wear resistance.
Al-4Cu-xNi계의 니켈함량과 소결조건이 본계의 마모특성에 미치는 영향을 조사하였다. 소결은 질소분위기 중에서 행하였으며 마모시험은 Disc and pin 마모시험기를 사용하여 행하였다.
Al-4Cu-xNi계를 600℃에서 30분간 소결을 했을 때 니켈 함량이 증가할 수록 마모율(정상마모구간에서 단위 이동거리당 마모손실:mg/km)은 감소 하였고 시편의 경도는 증가 하였다. 이 현상들은 Al-4Cu-xNi계의 조직상의 변화 때문이다. 니켈 첨가후 소결을 행하면 알루미늄과 니켈의 발열반응때문에 알루미늄 기지(matrix)내에 경한 금속간 화합물($Al_3Ni$)이 형성되고 이 경한상(phase)이 소결체의 마모율을 감소시킨것으로 고려된다.
Al-4Cu-7Ni계에서 시편의 마모특성에 미치는 소결조건의 영향은 컸다. 580℃에서 30분간 소결한 시편의 마모율은 620℃에서 30분간 소결한 시편의 마모율보다 10배나 컸다. 620℃에서 소결시간이 증가 할 수록 마모율은 역시 감소하였다.
X-ray회절시험결과 소결온도가 오를수록 니켈peak는 감소해 갔고 $Al_3Ni$ peak가 보다 분명히 나타났다.
결론으로 알루미늄-구리계에 니켈을 첨가하여 소결하면 내마모성이 보다 양호한 소결부품을 얻을 수 있었다.
