Fe Cu Co Sn Matrisli Elmaslı Kesici Takımlara Ti ilavesinin Etkisi E. Çelik 1, M. Kaplan 2 ve S. İnci 3

Transkript

1 6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), May 2011, Elazığ, Turkey Fe Cu Co Sn Matrisli Elmaslı Kesici Takımlara Ti ilavesinin Etkisi E. Çelik 1, M. Kaplan 2 ve S. İnci 3 1 Tunceli Üniversitesi, Mühendislik Fak. Makine Müh. Böl. ecelik@tunceli.edu.tr, 2 Fırat Üniversitesi, Teknoloji Fak. Metalürji ve Malzeme Müh. Böl. mkaplan@firat.edu.tr 3 Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğit. Böl. sinaninci@ymail.com The Effect of Ti on The Properties of A Diamond Cutter Tool with Fe-Cu-Co-Sn Matrix Abstract In this study, diamond cutting tool segments produced, by means of hot-pressing method. It is consist of 20% Cu, 10% Co, 2% Sn and the rest of Fe, which are powdered material, which by adding 3, 5, 7% Ti powder and then mixed in a mixer and sintered. Microstructure of this diamond cutting tools, investigated by SEM and EDX techniques. Then, in the light of experimental results, it was obtained that Ti additions has increased the hardness and wear resist of matrix of diamond cutting tool, but has been decreased density of it. Keywords Powder Metallurgy, Hot Pressing, Diamond Cutting Tools, Segment S I. GİRİŞ on yıllarda madencilik sektöründe en hızlı gelişme gösteren alan, doğal taş ve mermer üretimi olmuştur. Bir doğal taş çeşidi olan mermerler, başta yapı ve sanatsal malzemeleri olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Bu nedenle mermer üreticiliği günümüzün önemli sanayi dallarından biri haline gelmiştir. [1, 2]. Bu sektörün ülkemiz için önemli bir gelir kaynağı olarak devam edebilmesi için mermer üretim maliyetlerinin düşürülmesi, dışa bağımlı makine ve teçhizatların yerli imkânlarla karşılanmasının teşvik edilmesi önemli bir beklentidir [3]. Bunun için de en başta, Elmaslı Kesici Takım (EKT) üretiminde kullanılan yöntemlerin neler olduğunun belirlenmesi ve uygulanması büyük bir önem arz eder[4]. Mermer üretim maliyetini doğrudan etkileyen en önemli faktör EKT ler, genel olarak Toz Metalürjisi (TM) yöntemiyle üretilmektedir. Dolayısıyla EKT üretiminde kullanılan TM üretim yönteminin en doğru şekilde belirlenip uygulanması gerekmektedir. TM yönteminde üretim yapılırken; düşük enerji tüketimi, düşük maliyet ve yüksek verimde malzeme kullanımını içeren Programlanabilir Mantıksal Denetleyiciden (PLC) yararlanılmaktadır. Bu özellikleri itibarıyla TM, günümüz teknolojilerinde önemli kavramlar olan verimlilik, enerji ve hammadde üçlüsü ile uyum içerisindedir [5, 6]. TM yöntemiyle EKT üretiminde, metal esaslı matrisin iki temel işlevi vardır. Bunlardan birincisi esas kesme işlemini yapan elmas parçacıklarını sıkıca tutmak; ikincisi ise elmas kaybı ile uyumlu olarak aşınmadır [7]. Sıcak presleme işleminde Co nun elması çok iyi tutması ve mükemmel aşınma özellikleri sebebi ile Co ve Co esaslı tozlar, elmaslı EKT üretiminde matris malzemesi olarak uzun yıllardan beri kullanılmaktadır. Bu sebeple, çoğu elmaslı takım imalatçısı için bu metal vazgeçilmez bir element olmuştur [8]. EKT de Co nun önemli bir görevi de matrisin tok ve dayanıklı olmasını sağlamaktır. Co, aynı zamanda matris içerisinde elmas taneciklerini çok iyi tutarak elmas kaybını azalttığından EKT de bu element çok önemli bir yere sahiptir. Öte yandan mermer kesiminde istenilen bir özellik olan aşınabilen (kesilebilen) mermer ile birlikte matrisin de aşınmasını önemli bir avantajdır. Çünkü kesmenin devam etmesi için aşınarak körelen elmas taneciklerinin yeniden bir miktar ortaya çıkması matrisin aşınmasıyla mümkündür. Bu nedenle deney numunelerin (soketlerin) matris bileşimleri; Tablo 2.1.de belirtildiği gibi %20 Cu, %10 Co, %2 Sn ve gerisi Fe den oluşan toz halindeki bir malzemeye %3, 5, 7 oranlarında Ti tozu ilave edilerek düzenlenecektir. II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Deneylerde kullanılmak üzere dört çeşit alaşım, toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiştir. Alaşımların üretimlerinde %99,9 saflıkta ve tane iriliği 0,26 µm olan Fe, Cu, Co, Sn, Ti tozları kullanılmıştır. Öncelikle saf Fe, Cu, Co ve Sn den meydana gelen bir referans malzeme üretilmiştir. Üretilen referans malzemesine değişik oranlarda Ti ilave edilerek bunun referans malzemelere etkilerini anlamak amacıyla yeni üç çeşit deney malzemesi (soket) üretilmiştir (Tablo 2.1). Sentetik elmas içermeyen kesici takımların boyutları, bileşimleri, sinterleme sıcaklıkları Tablo 2.1.de görüldüğü gibidir. Tabloda görülen kesici takım boyutları üç noktalı eğme testlerinin (three point bending) yapılabilmesi için deney amaçlı seçilmiştir. Tabloda görüleceği gibi matris bileşimi Fe, Cu, Co nun yanında %2 oranında kalaydan ibarettir. Matrise kalay katılmasının sebebi sıvı faz sinterlemesinin gerçekleştirilmesi amacıyladır. Çünkü sıvı faz sinterlemesi sayesinde elmas tanecikleri matrise daha iyi tutunur ve doğal taş kesme işlemi esnasında tanecik matristen kolayca sökülüp atılmaz. Buna bağlı olarak takımın ömrü de uzatılmış olur. 402

2 Fe Cu Co Sn Matrisli Elmaslı Kesici Takımlara Ti ilavesinin Etkisi Num. No Tablo 1: Üretilen deney numunelerinin toz bileşimleri. Num. Adı Tozların % Ağırlığı Cu Co Sn Ti Fe Ref NR Geri Kalan Siterleme Sıcaklığı ( C) Siterleme Basıncı (MPa) I N " II N " III N " A. Karışımların Hazırlanması Saf haldeki metal tozlarının birbirleriyle iyice karışarak homojen bir karışım elde edilmesi amacıyla 88 tipi, kapalı toz hazneli, iki kg toz kapasiteli, üç boyutlu dönebilen bir karışım mikseri kullanılmıştır (Şekil 1) [5]. Bu mikserin toz haznesi özellikle kapalı tipte olup toz içine konulduktan sonra dış ortam ile tozların ilişkisini kesmek amacıyla kapağı sıkıca kapatılmıştır. Mikser çalıştırıldıktan sonra tozun iyice karışabilmesi için toz haznesi 360 O C lik turlarla her yöne dönebilmekte ve böylece tozların birbiriyle iyice karışması sağlanmaktadır. montaj resmi çizimi ve çeşitli açılardan çekilmiş fotoğrafları Şekil 2.de görülmektedir. Sinterleme kabini (a) Kabin kapağı PLC panosu (b) Şekil 2: Sıcak pres makinesi ( a) Sinterleme Kabini, (b) Makinenin Fotoğrafı Ana Şalter B.1. Sıcak Presleme Kalıbı Sıcak pres cihazında metal tozu karışımının üzerinden elektrik akımı geçirilip ısıtılarak basınç altında sinterlenmesi için grafit kalıp kullanılır (Şekil 3). Bu kalıp baskı grafiti, ara destek grafiti, yan destek grafiti parçalarından meydana gelmiştir. (a) Şekil 1: Üç boyutlu dönebilen toz karıştırma mikseri Belirli oranlarda hazırlanan metal tozları iki aşamada üç boyutlu karıştırma makinesinde elmassız ve elmaslı olarak karıştırılmıştır. Alaşım tozları 1,2 litre hacmindeki sızdırmaz bir paslanmaz çelik kutuya bırakılmış 20 dak süre ile 20 dev/dak hızda tozlara elmas eklenmeden karıştırılmıştır. İkinci aşamada alaşım tozlarına elmas eklenmiştir. Elmas dağılımının homojen olarak elde edilmesi ve metal tozlarının grafit kalıplardan küçük oranlarda da olsa dökülmemesi için ağırlıkça %1 oranında Polietilen Glikol (PEG) yağlayıcı karışıma eklenerek Cr ile kaplanmış çelik bilyeler ile birlikte 20 dakika daha karıştırılmıştır. Metal kaplı bilye kullanımındaki amaç karışıma katılan PEG nin topak oluşturmasını engellemek ve elmas konsatrasyonunun homojen olmasını sağlamak amacıyladır. Karıştırma işlemi bittikten sonra hazırlanan karışım oksitlenmeyi önlemek amacıyla hava almayan kilitli plastik bir torbaya bırakılarak korunmaya alınmıştır. B. Tozların Sıcak Preslenmesi Mükemmel mikro yapı ve mekanik özellikler elde edebilmek amacıyla EKT lerin üretiminde sıcak presleme yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem, EKT üreten imalatçılar tarafından tercih edilmektedir. Tablo 1.de oranları verilen metal tozların sıcak preslenebilmesi amacıyla kullan Sıcak Pres Makinesinin Şekil 3: Grafit kalıbın perspektif görünümü B.2. Sıcak Presleme ve Sinterleme İşlemi Hazırlanan grafit kalıp çelik bir çekirdek etrafında tork anahtarı ile baskı pimlerinden 100 Newton kuvvetle sıkıştırıldı. Çelik çekirdek ile grafit kalıp arasına amyant plaka konularak kalıbın yalıtılması sağlandı. Sıcaklığın doğru olarak görülmesi için termokuplun ucu kalıp merkezindeki grafit parça üzerindeki 3,5 mm çapındaki deliğe denk getirilerek yerleştirilerek kabin kapağı kapatıldı. Sinterlenmeye hazır hale getirilen toz karışımı yüklenmiş grafit kalıp bloğu sıcak pres bölmesine sinterleme kabinine yerleştirildikten sonra PLC sistem devreye alındı. Başlangıçta toz karışımının birim alanı üzerine yaklaşık 15 MPa basınçtan ve 100 O C sıcaklığa ayarlı olan otomasyon 700 O C ye ulaştığında basınç 35 Mpa olacak şekilde baskı yapılarak sabit sıcaklık ve basınçta dört dakika beklendi ve basınç 35 MPa değerinde gelince sırasıyla 850 O C de 4 dakika bekletilerek numunelerin sinterlenmesi sağlandı. Daha sonra ısıtma ünitesi devreden çıkarak numunelerin kalıp içerisinde 35 MPa basınçta oda sıcaklığına soğuyana kadar beklendi. Bu işlemler sinterleme kabinine verilen koruyucu argon gazı atmosferi altında gerçekleştirildi. Daha sonra otomasyon sistemi kabin sıcaklığının belirli dereceye ulaşıp kalıp 403

3 Sıcaklık ( C) E. Çelik, M. Kaplan, S. İnci soğuyunca kalıbı serbest halde bıraktı. Bunun üzerine kalıp kabinden çıkarılarak çözüldü ve içindeki sinterlenmiş numuneler çıkartıldı. Şekil 4.te sinterleme işleminin zamansıcaklık diyagramı görülmektedir. σ : Eğilme mukavemeti (N/mm2) P: Yük (N) L: Destek noktaları arasındaki mesafe (mm) w: Numune yüksekliği (mm) t: Numune kalınlığı (mm) Zaman (Dakika) Şekil 4: Sinterleme sıcaklık-zaman grafiği C. Sertlik Ölçme İşlemi Sıcak presleme yoluyla elde edilen numunelerin sertliklerinin belirlenmesi amacıyla serlik ölçme cihazında 62,5 kg yük ve 2,5 mm çapında bilye ile numunelerin sertliği Brinell cinsinden ölçülmüştür. Sertliğin tam olarak belirlenmesi için numunelerin orta, uç, ara ve arka bölgelerinden sertlik değerleri ölçülmüş ve her bir numuneden toplam 6 adet sertlik değeri alınmıştır. Daha sonra en yüksek ve en küçük serlik değeri çıkartıldıktan sonra kalan sertliklerin ortalaması alınarak numunelerin ortalama sertlik değerleri bulunmuştur. D. Yoğunluk Ölçme İşlemi Alaşım yoğunluğunun anlaşılması amacıyla üretilen tüm numunelerin yoğunlukları hassas terazi ile ASTM B standardında belirtildiği gibi ölçülmüştür. Bu yönteme göre öncelikle numunelerin havada kuru ağırlıkları ölçülmüş daha sonra numuneler darası alınan metal bir sepet ile sıcaklığı termometre ile ölçülen saf su dolu ölçüm kabına batırılmıştır. Numuneler suyun içerisinde tekrar tartıldıktan sonra yoğunluk aşağıdaki denkleme göre hesaplanmıştır. Bu denklemde; δ: Numunenin öz kütlesi, H: Numunenin havadaki ağırlığı, S: Numunenin su içerisindeki ağırlığı, Φ: Suyun yoğunluğudur. E. Üç Noktalı Eğme Deneyi (Three Point Bending) Numunelerin eğilme mukavemeti üç noktalı eğme deneyi ile ölçüldü. Bu deneyde kullanılan eğme deneyi üniversal deney makinesi ile ASTM B a standardına göre Şekil 5 te gösterilen özel aparat yardımıyla yapıldı. Numunelerin eğilme dayanımları ve kırılma tokluğu hesaplandı. Bu denklemde; H H S 3 P L 2 t w 2 (1) (2) Şekil 5. Üç noktalı eğme deneyinin şematik görünümü F. Elektron Mikroskobu Çalışmaları Hazırlanan numunelerin mikro yapılarının nasıl olduğu ve sinterleme işlemlerinin yapılmasında ne ölçüde başarılı olunduğunu anlayabilmek için Fırat Üniversitesinde bulunan taramalı elektron mikroskobu kullanıldı. Ayrıca alaşımlama işlemlerinin tam olarak yapılıp yapılamadığını anlayabilmek amacıyla da noktasal analiz (EDS) çalışmaları gerçekleştirildi. G. XRD İncelemeleri Farklı içerikli üretilen numunelerin üç farklı sıcaklıkta sinterlenmeleri sonucunda numunelerde meydana gelebilecek faz yapılarını anlamak amacıyla Fırat Üniversitesinde bulunan Bilgisayar Kontrollü XRD kullanılarak X-ışını kırınımı incelemeleri yapıldı. III. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA Bu bölümde yapılan çalışmaların sonuçları ele alınarak değerlendirilecek ve ulaşılan her sonuç irdelenerek nedenleri ortaya konulacaktır. İlk olarak üretilen alaşımların sertlik ölçüm sonuçları değerlendirilip sırasıyla bunu diğerleri takip edecektir. H. Sertlik Ölçme Sonuçları Sıcak presleme yoluyla elde edilen numunelerin sertlik ölçümleri yapılmıştır. Tüm numunelerin sertliği Brinell cinsinden ölçülmüştür. Sertliğin tam olarak belirlenmesi için numunelerin çeşitli bölgelerinden sertlik değerleri ölçülmüş ve her bir numuneden en az 6 adet sertlik değeri alınmıştır. Ölçülen sertlik değerlerinin daha sonra ortalaması alınarak numunelerin ortalama sertlik değerleri bulunmuştur (Tablo 2). Tablo 2: Tüm numunelerin sertlik ve iletkenlik ölçüm sonuçları. Num. No Num. Adı Brinel Sertliği* Ref NR 166 I N1 174 II N2 178 III N3 182 *HB, 62,5 kg, D=2,5 mm 404

4 Yoğunluk (g/cm³) Gerilme (MPa) Fe Cu Co Sn Matrisli Elmaslı Kesici Takımlara Ti ilavesinin Etkisi Sertlik ölçüm sonuçlarına bakıldığında her üç numunede Ti oranının artması ile sertlik değerlerinde de önemli artışlar olmaktadır. Referans numunenin sertliği 166 HB değerindedir. % 3 Ti katkılı numunenin sertliği biraz yükselerek 174 HB değerine ulaşmıştır. Ti katkısının % 5 değerine yükselmesiyle sertlikteki artışı bir miktar daha devam ederek 178 HB değerini almıştır. Ti katkısı en yüksek olan numunede ise sertlik en yüksek değer olan182 HB değerine ulaşmıştır. Ti katkısı ile sertlik değerlerinde artış beklenildiği gibi çıkmıştır. Çünkü Ti elementinin ergime sıcaklığı matriste bulunan diğer elementlere göre oldukça yüksek değerdedir. Bu sebepten sinterleme esnasında sıcaklıktan en az etkilenen ve diğer elementler ile en az reaksiyonda bulunan Ti elementidir. Bu nedenle Ti yapıda dağılmadan ve sinterleme işleminden önceki yapısını muhafaza ederek kalmıştır ve alaşımın da sertliğinin artmasına sebep olmuştur. J. Yoğunluk Ölçme Sonuçları Sıkıştırılabilirlik ve yoğunlaşma hususunda bir fikir edinebilmek amacıyla tüm numunelerin yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. Şekil 6.da tüm numunelere ait Ti katkı oranına bağlı yoğunluk ölçüm sonuçları grafiği görülmektedir. Grafikten, 850 O C sinterleme sıcaklığında elde edilen numunelerin tamamının yoğunluğu 7,06-7,27 g/cm3 arasında değişmektedir. Ti katkı oranının artmasıyla numunelerin yoğunluklarında da belirgin oranda düşüşler meydana gelmiştir. 7,9 7,7 7,5 7,3 7,1 6,9 6,7 6, Ti oranı ( % ağ. ) Şekil 6: Ti katkı oranına bağlı yoğunluk ölçüm sonuçları K. Üç Noktalı Eğme Deneyi Sonuçları Numunelerin enine kırılma mukavemetleri, üç noktalı eğme deneyi (three point bending) ile ölçülmüştür. Bu deneylerde ASTM B a standardına göre imal edilen özel aparat kullanılmıştır (Şekil 5). Bu çalışmada yapılan eğme deneylerinin tamamı N kapasiteli ve bilgisayar kontrollü üniversal bir deney makinesi ile gerçekleştirilmiştir. Deney sonuç grafikleri üniversal makineden alınan orijinal grafiklerdir(şekil 7) Yüzde Uzama (%) Şekil 7: Üç Noktalı Eğme Deneyi Sonuçları Eğilme grafiklerine bakıldığı zaman alaşımların Ti ilavesiyle numunelerin sertliklerinin artığı ve tokluklarının düştüğü gözlenmiştir ve buna paralel olarak numunelerin eğilme dayanımının bir miktar azaldığı gözlenmiştir. L. Ti Katkısız Numunenin Mikro yapı İncelemeleri Ti ihtiva etmeyen alaşımın SEM mikro yapı görüntüsü Şekil 3.4.te görüldüğü gibidir. Mikro yapı fotoğrafında üç çeşit bölgenin varlığı dikkat çekmektedir. Bunlardan birincisi kalayca zengin sıvı faz bölgesi, ikincisi kalaysız sinterleme bölgesi, üçüncüsü ise normal sinterleme bölgesidir. Tane sınırlarında görülen her taneyi çepeçevre saran beyaz renkli bölgeler sıvı faz sinterlemesinin gerçekleştiği kalaylı yerlerdir. Bu sonuç beklendiği gibi çıkmıştır. Çünkü matrise kalay katılmasının en büyük sebebi, sıvı faz sinterlemesi sağlamaktır. Sıvı faz sinterlemesi sayesinde elmas tanecikleri matrise daha iyi tutunur ve doğal taş kesme işlemi esnasında tanecik matristen kolayca sökülüp atılmaz. Buna bağlı olarak takımın ömrü de uzatılmış olur. L.1. Ti Katkısız Numunenin EDX Analizleri Şekil 8.de Ti içermeyen alaşımdan alınan bir mikro yapı fotoğrafı verilmiştir. Tane Sınırlarındaki Kalaylı Bölge Kalaysız Bölge 00Ti 3Ti 5Ti Sıvı Faz Sinterleme Şekil 8: Ti katkısız numunenin SEM fotoğrafları L.2. Ti Katkısız Numunenin Kırık Yüzey Analizleri Şekil 9.da Ti katkısız referans numunenin kırık yüzey fotoğrafı görülmektedir. Fotoğraftan yüzeylerin süngerimsi bir görüntüye sahip olduğu ve dolayısı ile numunelerin sünek bir kırılma gösterdiği anlaşılmaktadır. Bu görüntü Ti ilavesiz numunenin sertlik değerlerinin daha düşük çıkmış olması ve üç noktalı eğme deneylerinde daha fazla uzama göstermiş olması sonuçlarını ispatlamaktadır. 405

5 E. Çelik, M. Kaplan, S. İnci Şekil 9: Ti ilavesiz numunenin kırık yüzey fotoğrafları M. %3 Ti Katkılı Numunenin Mikro yapı, EDX ve Kırık Yüzey Analizleri (a) %3 Ti ilaveli numunenin 1000X de alınmış SEM görüntüleri Şekil 10.da görüldüğü gibidir. Şekillerden anlaşılacağı gibi bu numunenin mikro yapı görüntüsü Ti ilavesiz numunenin mikro yapı görüntüsü ile benzerdir. Bu numune içerisine katılan %3 Ti, numune içerisinde hemen hemen düzgün bir şekilde dağılmış; fakat sinterleme işleminde diğer elementler içerisinde eriyerek kaybolmamıştır. Şekil 12: %3 Ti ilaveli numunelerin kırık yüzey fotoğrafları N. %5 Ti Katkılı Numunenin Mikro yapı Analizleri Şekil 13.te iki numaralı ve %5 Ti ilaveli numunenin SEM ve EDX çalışmaları görülmektedir. Ti Taneleri Şekil 13: %3 Ti ilaveli numunenin SEM fotoğrafları N.1 %5 Ti Katkılı Numunenin EDX Analizleri Fe Co Cu Sn Ti Şekil 10: %3 Ti ilaveli numunenin SEM fotoğrafları M.1. %3 Ti Katkılı Numunenin EDX Analizleri %3 Ti katkılı numunenin EDS yüzey analizi Şekil 11.de görüldüğü gibidir. Bu fotoğraftan tüm alaşım elementlerinin yapı içerisinde düzgün olarak dağıldığı anlaşılmaktadır. Fe Co Cu Sn Ti (b) Şekil 14: %5 Ti katkılı numunenin EDS yüzey analizi Şekil 11: %3 Ti katkılı numunenin EDS yüzey analizi M.2. %3 Ti Katkılı Numunenin Kırık Yüzey Analizleri Şekil 12.de %3 Ti katkılı numunenin kırık yüzey görüntüleri verilmiştir. Bu fotoğraftan numunedeki sünek kırılmanın devam ettiği; fakat bazı bölgelerde gevrek kırılma izlerinin de bulunduğu anlaşılmaktadır. N.2. %5 Ti Katkılı Numunenin Kırık Yüzey Analizleri Şekil 15.te %5 Ti katkılı numunenin kırık yüzey fotoğrafları verilmiştir. Fotoğraflarda süngerimsi bir görünümü olan sünek kırılma bölgeleri ve ayrıca düzlemsel görünüme sahip gevrek kırılma bölgeleri de yer yer mevcuttur. Kırık yüzey üzerinde bazı çatlakların yer alması da gevrek kırılmanın olduğuna dair ipuçları vermektedir. 406

6 Fe Cu Co Sn Matrisli Elmaslı Kesici Takımlara Ti ilavesinin Etkisi görülmektedir. Bu durumda Ti malzemedeki iç gerilmeleri arttırarak sertliğin yükselmesine sebep olmaktadır. Şekil 3.15: %5 Ti ilaveli numunelerin kırık yüzey fotoğrafları O. %7 Ti Katkılı Numunenin Mikro yapı Analizleri Şekil 16.da %7 Ti ilaveli numunenin görüntüsüne bakıldığında Ti taneleri olan koyu renkli (siyah) bölgelerin varlığının diğer numunelere göre arttığı görülmektedir. Şekil 16: %7 Ti ilaveli numunenin SEM fotoğrafları O.1. %7 Ti Katkılı Numunenin EDX Analizleri Şekil 17.deki EDS yüzey haritasında demir tanelerini türkuaz; kobalt tanelerini lacivert; bakır tanelerini kırmızı; kalay tanelerini sarı ve Ti tanelerini yeşil renk temsil etmektedir. Bu fotoğraftan bağlayıcı görevi üstlenen kobalt tanelerinin yapı içerisinde çok düzgün bir dağılım sergilediği hemen dikkat çekmektedir. Diğer tozlar için de bu durum geçerlidir. Kalayın; bakır toz tane sınırlarında bulunduğu ve sıvı faz sinterlemesinin buralarda gerçekleştiği anlaşılmaktadır. Fe Co Cu Sn Ti Şekil 17: %7 Ti Katkılı Numunenin EDS yüzey analizi O.2. %7 Ti Katkılı Numunenin Kırık Yüzey Analizleri Şekil 18 de %7 Ti ilaveli numunelerin kırık yüzeylerinden elde edilen SEM fotoğrafları verilmiştir. Fotoğraflardan gevrek kırılma izlerindeki artış dikkat çekmektedir. Ayrıca Ti toz tanelerinin diğer tozlarla bileşik oluşturmadığı Şekil 18: %7 Ti ilaveli numunelerin kırık yüzey fotoğrafları IV. SONUÇLAR Fe Cu Co Sn Matrisli Elmaslı Kesici Takımlara Ti ilavesinin Etkisi isimli çalışmada sıcak presleme yöntemi kullanılarak üretilen doğal taş kesici takımlar üzerinde yapılan çalışmalarda aşağıdaki bilgi, bulgu ve sonuçlara ulaşılmıştır. 1. Numunelere belirli oranlarda Ti ilave edilerek üretilen alaşımların sertliklerinin daha yüksek çıkmasına sebep olmuştur. Ti katkısı alaşımın sertliğine olumlu etki yapmış ve mukavemetinin artmasını sağlamıştır. 2. Eğilme grafiklerine bakıldığı zaman alaşımların Ti ilavesiyle numunelerin sertliklerinin artığı ve tokluklarının düştüğü gözlenmiştir ve buna paralel olarak numunelerin eğilme dayanımının bir miktar azaldığı gözlenmiştir. 3. Numunelerin yoğunluklarının bakıldığında referans malzemenin yoğunluğunun yüksek, Ti katkısının belirli oranlarda artırılması numunelerin yoğunun düştüğü görülmüştür. Bu bağlamda Ti oranının artırılması ile daha düşük yoğunluğa ulaşılmıştır. 4. Numunelerin enine kırılma mukavemetlerinin anlaşılması amacıyla yapılan üç noktalı eğme deneylerinde referans numunesinde yüzeylerin süngerimsi bir görüntüye sahip olduğu ve dolayısı ile numunelerin sünek bir kırılma gösterdiği görülmüştür. %7 Ti ilave edilen N3 numunesinde ise gevrek kırılma izlerindeki artış dikkat çekmektedir. Bu da numunelerin sertlik oranındaki artış Ti oranına bağlı olarak gevrek kırılmanın artış olduğunu gösterir. 5. Optik mikroskopla yapılan mikro yapı incelemelerinde; numunelerde sıvı faz sinterlemesinin gerçekleştiği, kalaylı yerlerin tane sınırlarında görülen her taneyi çepeçevre saran beyaz renkli bölgeler görülmüştür. Bu sonuç beklenen sıvı faz sinterlemenin gerçekleştiğini gösterir. 7. Alaşıma ilave edilen Ti elementinin yapı içerisinde çok mükemmel bir şekilde dağıldığı ve diğer toz taneleriyle daha iyi bir şekilde kaynaştığı anlaşılmıştır. KAYNAKLAR [1] Gürbulak, O., Mermerlerin kesilebilirlik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 79s, [2] Dokuzuncu Kalkınma Planı ( ). 407

7 E. Çelik, M. Kaplan, S. İnci [3] Yüzer E. Angı, S., Türkiye doğaltaş sektörünün güncel değerlendirmesi, Türkiye VI. Mermer ve Dogaltas Sempozyumu, Afyon, [4] E. Çelik, M. G. Gök ve Ö. Çelik, Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen Elmaslı Kesici Takımlara Sinterleme Sıcaklığının Etkisi 13.Uluslararası Denizli Malzeme Sempozyumu, Denizli, [5] E. Çelik, Elmaslı Kesici Takımlarda Alternatif Bağlayıcılar, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, [6] Karaaslan, R., Titreşimli ve sabit gerilmede TM esaslı radyal yatakların aşınma ve sürtünme özelliklerinin deneysel incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 72s [7] Konstanty, J.,, Powder Metallurgy Diamond Tools, Elsevier B.V., Krakow, Poland, 163s, [8] Clark, B., Cobalt and hard metal, Advances in Powder Metallurgy & Particulate Materials, vol. 5, Part 18, 3 7,