Toz Metalurjisi Yöntemi ile Üretilen Saf Al Malzemenin Farklı Sinterleme Sıcaklıklarının Mikro Yapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi

Effect of Different Sintering Temperatures on Microstructure and Mechanical Properties for Pure Al Material Produced by Powder Metallurgy

Özet

Bu çalışmada,günümüzde hafif malzemelere olan ihtiyacın artması nedeniyle toz metalürjisi yöntemi ile Al üretimi yapılarak, sinterleme parametrelerinin üretilen malzeme üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu araştırma sırasında ticari olarak elde edilen %99 saflıkta ve 180 μm boyutlarındaki Al tozu ön ısıtma işleminden geçirilerek özel olarak hazırlanmış kalıp içerisine yerleştirilmiştir. Üst zımba vasıtasıyla kalıp içerisinde 500 MPa basınç ile sıkıştırılan Al tozu iç içe geçmiş konik kalıptan çıkartılarak sinterleme işlemi için hazır hale getirilmiştir. Doğru sinterleme sıcaklığı ve zamanının belirlenebilmesi için sıkıştırılmış numuneler sırasıyla 500, 550 ve 600 oC sıcaklıklarda ve her bir sıcaklık değeri için 45, 60 ve 75 dk sürelerde ayrı ayrı sinterlenmiştir. Sinterleme işlemi sonrasında elde edilen her bir numunenin mikro yapı incelemeleri, mikro sertlik testleri ve yoğunluk deneyleri yapılarak belirlenen sıcaklık değerlerindeki en iyi sinterleme süreleri ve bu sürelerin numunelerde meydana getirdiği değişimler tespit edilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda en iyi sinterleme sıcaklık ve sürelerinin 500 oC/60dk, 550 oC/45dk, 600 oC/45dk olduğu belirlenmiştir. Üç ayrı sıcaklık değeri için tespit edilen sinterleme sürelerinde hazırlanan numuneler, çekme testine tabi tutularak elde edilen sonuçların tamamı bir araya getirilip saf Al için en iyi sinterleme parametresinin 600 oC/45dk olduğu belirlenmiştir.

Abstract

Addressing the need for light materials in today’s industry, the present study aims to analyze the effects of sintering parameters on pure Al material manufactured using powder metallurgy technique. 99% pure and commercially obtained Al powder at a dimension of 180 μm was subjected to pre-heating and placed in a specially designed die. Al powder was compacted into a die using an upper punch with 500 MPa pressure and later removed from conical die for the sintering process. In order to find the optimal sintering temperature and duration, the compacted samples were sintered separately at 500oC, 550oC and 600oC for 45, 60 and 75 minutes for each temperature value. Microstructural analysis, microhardness test and density test of each sample obtained from the sintering process were performed to determine the most optimal sintering durations at a given temperature, and changes caused during these processes were observed. As a result of examinations, it was determined that the optimal sintering temperature and time was 500 oC/60min, 550 oC/45min, 600 oC/45min. Finally, the samples obtained in different sintering durations for three different temperatures were subjected to a tensile test. According to the tensile test result s, it was determined that the most suitable sintering parameter for pure Al was 600 oC/45min.