METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ TOZ METALURJİSİ DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Alüminyum tozlarının elek analizi ile boyut aralıklarının saptanması ve belirlenen bir boyut aralığındaki tozların preslenmesi ve sonrasında sinterlenmesi. Arşimed deneyi ile preslenen/sinterlenenen numunelerin gözenek miktarının tespit edilmesi. 2. TEORİK BİLGİ 2.1. Toz Metalurjisi Toz metalürjisi (T/M) parçaların metal tozlarından imal edildiği metal işleme teknolojisidir. Geleneksel T/M, tozların istenen şekle preslenmesi ve daha sonra parçanın dayanımını ve rijitliğini arttırmak için sinterlenmesi işlemidir [1]. T/M yirminci yüzyılın ilk çeyreğinde teknolojik olarak önem kazanmış ve son çeyreğinde ise seramik, sermet (seramik-metal kompozit sistemleri) ve polimerleri de içine alarak Parçacıklı Malzeme Teknolojileri (PMT) çatısı altında birçok uygulama alanına hitap eden etkin bir üretim metodu haline gelmiştir. Bugün ise bu teknoloji, tıp, enerji, sağlık, savunma, uzay, havacılık, elektronik ve iletişim gibi il eri teknoloji uygulamalarına ilaveten, tekstil, tarım hayvancılık ve gıda gibi çok değişik endüstri alanına yönelik parça imalatı gerçekleştiren bir imal yöntemi olmuştur [2]. T/M’nin avantajları [7]: • Yüksek ergime sıcaklığı olan malzemelerin üretimi için uygundur. • Ergime kayıpları yoktur. • Üretimde malzeme kaybı yoktur, talaşlı işlemler minimum düzeye indirgenebilir. • Döküm, dövme ve talaşlı imalat gibi yöntemlere nazaran, metal işleme / şekillendirme maliyet oranı açısından, daha avantajlı bir yöntemdir. • Parçadaki porozite miktarı kontrol edilebilir. • Yakın tolerans, düzgün yüzeyler elde edilir, sinterleme işleminden sonra parça kullanıma hazırdır. • Başlangıçtan, yani malzeme seçiminden, son ürüne kadar, aradaki kademelerde, üretim optimizasyona elverişlidir.
9
Embed
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ - Anasayfamalzememuh.cbu.edu.tr/db_images/site_117/file/Toz Metalurjisi.pdf · METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 2.3. Toz Karakterizasyonu
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ
TOZ METALURJİSİ DENEYİ
1. DENEYİN AMACI
Alüminyum tozlarının elek analizi ile boyut aralıklarının saptanması ve belirlenen bir boyut
aralığındaki tozların preslenmesi ve sonrasında sinterlenmesi. Arşimed deneyi ile
preslenen/sinterlenenen numunelerin gözenek miktarının tespit edilmesi.
2. TEORİK BİLGİ
2.1. Toz Metalurjisi
Toz metalürjisi (T/M) parçaların metal tozlarından imal edildiği metal işleme teknolojisidir.
Geleneksel T/M, tozların istenen şekle preslenmesi ve daha sonra parçanın dayanımını ve
rijitliğini arttırmak için sinterlenmesi işlemidir [1]. T/M yirminci yüzyılın ilk çeyreğinde
teknolojik olarak önem kazanmış ve son çeyreğinde ise seramik, sermet (seramik-metal kompozit
sistemleri) ve polimerleri de içine alarak Parçacıklı Malzeme Teknolojileri (PMT) çatısı altında
birçok uygulama alanına hitap eden etkin bir üretim metodu haline gelmiştir. Bugün ise bu
teknoloji, tıp, enerji, sağlık, savunma, uzay, havacılık, elektronik ve iletişim gibi ileri teknoloji
uygulamalarına ilaveten, tekstil, tarım hayvancılık ve gıda gibi çok değişik endüstri alanına
yönelik parça imalatı gerçekleştiren bir imal yöntemi olmuştur [2].
T/M’nin avantajları [7]:
• Yüksek ergime sıcaklığı olan malzemelerin üretimi için uygundur.
• Ergime kayıpları yoktur.
• Üretimde malzeme kaybı yoktur, talaşlı işlemler minimum düzeye indirgenebilir.
• Döküm, dövme ve talaşlı imalat gibi yöntemlere nazaran, metal işleme / şekillendirme
maliyet oranı açısından, daha avantajlı bir yöntemdir.
• Parçadaki porozite miktarı kontrol edilebilir.
• Yakın tolerans, düzgün yüzeyler elde edilir, sinterleme işleminden sonra parça kullanıma
hazırdır.
• Başlangıçtan, yani malzeme seçiminden, son ürüne kadar, aradaki kademelerde, üretim
optimizasyona elverişlidir.
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ
T/M Uygulamaları [7]:
• Tungsten karbür parçalar
• Pompa ve kompresör levha ve gömlekleri
• Matkap uçları
• Biyomalzemeler (Kalça protezi, diz protezi)
• Türbin kanatları
• Valf ve vanalar
• Dişli çarklar
Şekil 1: P/M uygulamaları [6].
2.2. Toz Üretimi
Tozlar, akışkan benzeri davranış gösteren, genellikle 1 mm’den küçük ve üretim
yöntemine göre küre, küp, tel, yassı, disk, kar tanesi gibi düzenli ya da tamamen düzensiz şekillere
sahip, saf ya da alaşım halinde özel olarak hazırlanan malzeme grubu olarak tanımlanabilir [1].
Toz oluşumunda amaç daha fazla yüzey alanına sahip küçük boyutlu partiküllerin
oluşturulmasıdır. Metalik malzemelerin ergime sıcaklarının, reaksiyon, tutuşma ve soğuma
hızlarının, özgül ağırlıklarının, ısıl iletkenliklerinin farklı olması farklı toz üretim yöntemlerinin
ortaya çıkmasına neden olmuştur [4]. Metalik tozların üretimleri;
• Mekanik yöntemler,
• Kimyasal yöntemler,
• Elektroliz yöntemi,
• Atomizasyon yöntemleri
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ
2.3. Toz Karakterizasyonu
Partikül olarak ifade edilen kavram gerçekte daha alt bölünmesi olmayan toz birimidir.
Genel olarak toz metalurjisi, dumandan (0.01- 1 m) daha büyük ve kumdan (0,1-3 mm) daha
küçük partiküller ile ilgilenir. Çoğu metal tozu boyutsal olarak insan saçının çapı (25-200 m)
kadar bir boyutta bulunur. Tarama elektron mikroskobu (SEM) gibi yüksek büyütmeli
mikroskoplar ile bu tür boyutta bulunan tozların karakteristik yapıları gözlemlenir [3, 4]. Tozların
T/M’nde parça üretimine uygunluğunu kontrol etmek için bazı testlere tabi olmaktadır. Bu testler;
Görünen Yoğunluk (yaş yoğunluk, yığma yoğunluğu), Akıcılık Testi, boyut dağılımı ve ortalama