1- DENEYİN
AMACI: Toz metalürjisinde kullanılan tozların karakterizasyonunu yapmak ve
toz metalürjik parça üretmek.
2-
TEORİK
BİLGİ
2.1: Görünen
Yoğunluk(yaş yoğunluk, yığma yoğunluğu):Birim hacimdeki yoğunluktur. Görünen yoğunluk tozun gevşek
(sıkıştırılmamış) haldeki yoğunluğudur. Farklı toz üretim yöntemlerinden elde
edilen aynı tür tozların görünür yoğunlukları farklı olabilmektedir. Bu
yoğunluğu belirlemek için tozun boyutları ve şekli standartlarla belirlenmiş
bir huniden akıtılarak altındaki silindirik kabı serbest bir düşümle doldurması
sağlanır. Huni çıkış ağzı ile silindirik kabın üst yüzeyi arasındaki yükseklik
de sabit bir değerdir.
2.2:Akıcılık
Testi:Akıcılık testinin amacı toz hammaddelerin akıcılık değerini tespit etmektir. Burada esas alınan, 50 gram tozun 2,54 mm’lik
huniden geçmesi için gereken süre olarak tanımlanır. Bu ölçümlerde genellikle
50 gr’lık toz örneğinin huniden akış süresi saptanır ve bu değer tozun
akıcılığı olarak kabul edilir. Akıcılık özelliği de tozun bilhassa tane
iriliğine, özgül yüzey büyüklüğüne, toz tane şekline bağlıdır. Toz tane iriliği
düştükçe akıcılık da azalır. Toz tane şekli küresel geometriden uzaklaştıkça
akıcılık da o oran da azalır.
2.3: Gözeneklilik
Testi:Bu test, toz metalürjisiyle üretilen bir parçanın
sinterlenipsinterlenmendiğihakkında bilgi sahibi olmak yada gözenek oranının
saptanmasında kullanılır. Sinterlenmiş parçalarda gözenek oranı daha azken,
sinterlenmemiş parçalarda gözenek oranı daha fazladır
2.4:Elek
analizi, boyut dağılımı ve ortalama tane boyutunun hesaplanması:
Belirli orandaki tozun tane parçacıklarının şekillerine ve ağırlıklarına göre
dağılımının hesaplanmasıdır. Bu yöntemde en üstte kalından inceye doğru alt
alta dizilmiş olan eleklerin en üst gözüne kuru, belirli ağırlıkta (100 veya 50
gr’lık tartım) metal tozu konur ve eleklerden belirli süre titreştirilerek her
bir elek üzerinde bu süre sonunda kalan taneler hassas olarak tartılır ve bir
tablo düzenlenir. Buna göre boyut dağılım hakkında yorum yapılır.
2.5:Preslenebilirlik
ve presleme:Presleme sonrası ulaşılan yoğunluktur. Diğer adı
Greendenstiy olarak geçer. Metal tozları kalıpta şekillendirildiği takdirde
tozun serbest olarak kalıp boşluğunu çok iyi ve tam olarak doldurması (yüksek
akıcılık kabiliyeti) istenildiği gibi, kalıp içinde soğuk olarak preslendiğinde
de teorik yoğunluğa olduğunca yakınlaşması sağlanır. Malzeme ne kadar
yumuşaksa, preslenebilirliği de o derece yüksektir. Presleme ise; hazırlanmış
metal tozu karışımının önceden belirlenen yoğunluğa ulaşabilmesi için uygun
preslerde kalıp ve zımbalar yardımı ile sıkıştırılmasıdır. Pres kalıbı içine
doldurulan metal tozunu katı cisim haline getirir. Yüksek bir presleme
derecesine ulaşabilmek için iyi şekil alabilir bir toz ve yüksek presleme
basınçlarına ihtiyaç vardır. Preslemede ulaşılan yoğunluk toz metalurjisi ile
imal edilen parçaların mekanik özelliklerini birinci derecede etkiler.
2.6:Sinterleme:Sinterleme;
preslenmiş toz malzemenin şeklini bozmadan yapılan ısıl işlemdir. Preste şekil
verilmiş toz bu haliyle kullanılmaya elverişli değildir. Ancak sinterlemeyle
gerekli dayanım artışı sağlanır. Bu işlemde belirli sıcaklık ve sürede toz
taneleri arasında difüzyon meydana gelir ve zayıf mekanik bağlar, kuvvetli mekanik
bağlara dönüşürler. Sinterleme sıcaklığı ve süresi; sinterlemede parçalardan
istenen özelliklere uygun bir sinterleme sıcaklığı ve süresi saptanmalıdır.
Buda genellikle 0,8xTerg kadardır.
3-
KULLANILAN CİHAZ ve
DONANIMLAR:
Huni, hassas terazi, elekler, basma cihazı, sinterleme fırını, mikroskop.
4-
REFERANS STANDARTLAR ve
MALZEMELER: ISO
4490 (akıcılık testi için), ISO 3923 (görünen yoğunluk testi için)
5-
DENEYİN YAPILIŞI:
5.1:Görünen Yoğunluk (yaş
yoğunluk, yığma yoğunluğu):Aluminyum tozları, 2,54 mm çapındaki huniden geçirilerek 25 cm3 hacmindeki
silindirik kabı serbest düşümle doldurması sağlandı. Silindirik kap üzerinde biriken fazla alüminyum tozları sıyrılarak kabın tamamen aluminyum
tozu ile dolması sağlandı. Daha sonra
silindirik kabı dolduran tozların kütlesi hassas terazi yardımıyla 33,58 gr olarak ölçüldü. Bulunan
kütle değeri huninin hacmine (25 cm3) bölündüğü zaman yaş yoğunluk 1,3432gr/cm3 olarak
bulunmuştur.
5.2:Akıcılık Testi:Öncelikle bu deney için hassas terazi ile 50 g aluminyum tozu tartıldı. 50
g’lık toz 2,54 mm çapındaki huniden geçirildi. 50 gr’lık tozun geçme süresi 57 saniye olarak saptandı. Dolayısıyla deneyde kullanılan aluminyum
tozunun uygun bir akıcılığa sahip olduğu
anlaşılmıştır.
5.3: Gözeneklilik Testi:gözeneklilik testi için daha önceden mikroskopta
incelemeye hazır getirilmiş iki numune incelendi. İncelemeden önce hangi
numunenin sinterlenip hangisinin sinterlenmediği bilinmiyordu. İnceleme
yapıldıktan sonra sinterlenmiş numunede gözeneklerin rengi siyah olarak
görüneceğinden daha az siyahlık vardı. Sinterlenmemişnumunude ise gözeneklerden
dolayı daha fazla siyahlık vardı.
5.4: Elek analizi, boyut dağılımı ve ortalama tane
boyutunun hesaplanması:100 g alüminyum tozu tartıldı,en üstte kalından inceye doğru sıralanmışolan eleklerin en üst gözüne kondu. Eleklerin
sıralaması 180 μm, 125 μm, 90 μm, 45 μm ve 0 μmdir. Elekler belli bir süre titreştirildi ve sonuçta her bir elek üzerinde kalan tanelerin miktarları hassas
terazi yardımıyla tartılarak bulundu.Elde edilen değerler aşağıdaki tabloda
verilmiştir.
Tablo1: Elek analizi tablosu
Elek göz
açıklığı d(mm)
|
Elek
üstü ∆R, %hacim
|
Toplam elek
üstü miktarı R%
|
Toplam elek
altı miktarı D %
|
Her göz
için ortalama tane boyutu, dA(mm)
|
+ 180
|
0,144
|
0,144
|
99,856
|
190
|
+ 125
|
24,6
|
24,744
|
75,256
|
152,5
|
+ 90
|
1
|
25,744
|
74,256
|
107,5
|
+ 45
|
73,3
|
99,044
|
0,956
|
67.5
|
- 45
|
0,956
|
100,00
|
0
|
22.5
|
5.5: Preslenebilirlik ve presleme:Preslemede kullanılacak kalıp içerisine parçaların yapışmaması için grafit tozları sürüldü. Presleme maksimum 20 ton kapasiteye
sahip eğme ve basma makinesinde yapıldı. Bir miktar alüminyum
tozu kalıba kondu ve 6 tonluk kuvvet uygulandı. Daha sonra malzeme kalıptan
çıkarıldı, boyutları ve kütlesi ölçüldü.
h =
12,20 mm R=10,86mm m=2,76 gr
5.6:Sinterleme:Preslenmişnumune istenilen mekanik özellikleri sağlaması amacıyla sinterleme fırınında 0,8xTerg sıcaklığındayaklaşık
40 dksinterlendi. Sinterleme normalde koruyucu gaz ortamında yapılır ancak
deneyde koruyucu ortamda yapılmadığından sinterleme
sonunda malzeme üzerinde oksit tabakası oluşabileceği belirtildi.Sinterleme
sonucunda preslenmişmalzemeye göre mekanik özellikleri daha iyi olan malzeme
elde edildi.
·
Toz Metalürjisi Ders Notları, Adem
BAKKALOĞLU
·
“Malzeme
proseslaboratuarı deney föyleri”
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder