• Aluminum Alloy with Wear Resistance Ability

    圖1:7000系列+SiC MMC板材 OM x700

  • Aluminium Alloy with Wear Resistance Ability

    圖2:自製的鋁合金系列+微米顆粒之PM系列耐磨板材OMx400

添加硬質陶瓷顆粒或纖維於鋁合金基地的Al-MMC複合材,是提昇鋁合金耐磨性、剛性及強度的重要方法,重要之應用如頂級汽車及高速軌道車輛的碟盤剎車系統。與傳統的鑄鐵碟剎比較,鋁合金的輕量化是明顯的,加上鋁材的比熱高及熱傳係數是鐵材的5.3倍,實際運用時磨擦面的溫度較低,使得Al-MMC複合材在碟盤剎車有更好的性能。

Al-MMC複合材無法大量運用的主因是價格太高,如圖1,傑出材料取得之7000系列+SiC顆粒的MMC板材,是由粉末冶金(P/M)製程之圓棒,經由傑出材料擠製、軋延及熱處理才完成的產品,圖中SiC顆粒之尺寸約2~8μm,均勻分佈於鋁基地中,已嘗試取代鈦合金,應用於高爾夫球桿的打擊面板,具備明顯的減重、及陽極色澤優良等優點。

在提昇自行車鋁合金齒盤耐磨性的研究方面,傑出材料的鋁合金板材是以:G480 (480MPa)→7050(570MPa)→7150(600MPa)→7x55(>630MPa)等逐次提昇強度,讓傳統鋁合金的抗拉強度由2014的480MPa提昇1.4倍以上的強度,但其硬度(HRB80~94)仍遠低於鏈條(HRC60)的硬度,兩者互磨時,鋁材之耐磨性是不足的。

利用合金添加的技術,傑出材料與穗高科技合作開發添加微米顆粒的鋁合金耐磨板 (稱為PM板),此一板材內含的顆粒尺寸為2~5μm,目標厚度為3~4mm,寬度160~220mm,抗拉強度430MPa以上,耐蝕性比杜拉鋁佳,可陽極處理,組織均勻,零件可靠度高。在耐磨耗的性質上,以添加顆粒之強度及體積百分比來評估,添加之CuAl2顆粒的強度為3900MPa、NiAl3為6000-7600MPa、Si為7000-14200MPa,與強度只有570MPa左右的7050合金比較,預期會有非常好的耐磨耗性質。

同意