TOZ METALURJİİSİİ Prof. Dr. Muzaffer ZEREN Company Logo

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "www.themegallery.com TOZ METALURJİİSİİ Prof. Dr. Muzaffer ZEREN Company Logo"

Bilge Karakaya
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 TOZ METALURJİİSİİ Prof. Dr. Muzaffer ZEREN Company Logo

2 Toz Metalurjisi

3 TOZ METALURJİSİ Metal Seramik Plastik Kompozit Tozların işlemlerden geçirilerek yararlı Mühendislik parçalarına dönüştürülmesi Company Logo

4 TOZ METALURJİSİNİN TARİHÇESİ Dünyanın birçok yerinde metalsel tozların çok önceleri kullanımı söz konusudur. Örneğin, altın tozları İnkalar tarafından mücevheratlar üzerine işlenirdi. Mısırlılar demir tozlarını M.Ö 3000 yıllarında kullanırdı. Altın tozu

Örneğin, altın tozları İnkalar tarafından mücevheratlar üzerine

5 TOZ METALURJİSİNİN TARİHÇESİ Eski çağlarda toz kullanıma diğer bir örnek ise M.S 300 yıllarında Hindistanda yapılan Delhi sütunlarıdır. Bu sütunlar yaklaşı şık olarak 6.5 ton ağı ğırlığı ığında olup indirgenmiş demir tozlarından yapıldığı ığı sanılmaktadır.

S 300 yıllarında Hindistanda yapılan Delhi sütunlarıdır.

6 1800 yıllarında ise gerçek anlamda toz metalurjisi tekniklerinin kullanımı başlamış ıştır. Laboratuvarlarda platin esaslı aygıtların kullanımından doğan ihtiyaç, kimyasal olarak çöktürülmüş tozların gelişmesine olanak vermiştir. Diğer bir gereksinim ise yüksek sıcaklıklara gerek olmaksızın yeni yoğunlaştırma çevrimlerine olan ihtiyaçtır.

Laboratuvarlarda platin esaslı aygıtların kullanımından doğan ihtiyaç, kimyasal

7 Bu tür gereksinimler özellikle Rusya ve İngiltere de ön plana çıkmış ış olup çöktürülmüş tozların sıcak işlemlenmesi ile yüksek sıcaklıklarda döküme gerek kalmaksızın platin eldesi gerçekleştirilmiştir. Bu sırada bakır, gümüş, kurşun tozlarının presleme ve sinterleme tekniklerinin kullanımı ile bozuk para üretimi gerçekleştirilmiştir.

kalmaksızın platin eldesi gerçekleştirilmiştir.

8 Toz metalurjisinin modern tarihçesi ise tungsten toz kullanarak dayanıklı lamba filamanları üreten Coolidge ile başlar.

9 Daha sonrasında çeşitli sertmetallerin (yoğun karbür içeren seramik-metal kompoziti), gözenekli bronz yatakların ve bakırgrafit esaslı elektriksel kontakt malzemelerinin gelişimi 1930 yıllarda gerçekleşmiştir lı yıllarda ise toz metalurjisi demir esaslı yapısal alaşı şımların ve özellikle refrakter metal ve alaşı şımların üretimi açısından önem kazanmış ıştır.

10 1940 lı yıllarda çok az sayıda malzeme toz metalurjisi ile üretilirken günümüzde Nb, W, Mo, Zr, Ti ve Re gibi refrakter karakterdeki çoğu metal ve alaşı şımları üretilebilir hale gelmiştir. Tungsten tozları Titanyum tozları

refrakter karakterdeki çoğu metal ve alaşı şımları

11 Toz metalurjisine olan ilk ilgi, bakır ve demir gibi metal endüstrisinde çok kullanılan elementlerin yeni, daha az bir maliyete sahip teknoloji ile üretiminin mümkün olmasıdır. Demir tozları Bakır tozları

12 Yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılan nikel esaslı süper alaşı şımlarının, yüksek sertliğe sahip aluminyum esaslı havacılık alaşı şımlarının ve kontrol edilebilir termal genleşmeye sahip aluminyum matriksli kompozitlerin üretimi tüm bunlara birer örnektir. Toz metalurjisi ile yüksek kalitede malzeme üretimi, günümüzün ve geleceğin üretim yöntemleri arasında yer alan önemli bir prosestir.

aluminyum matriksli kompozitlerin üretimi tüm bunlara birer örnektir.

13 Özellikle toz metalurjik uygulamalar arasında en büyük gelişim belki de demir esaslı malzemeler açısından gerçekleşmiştir.

17 TOZ METALURJİSİNİN KULLANILDIĞI BAZI UYGULAMALAR Uygulama Aşı şındırıcı Uzay sanayi Örnek kullanım alanı Metal parlatma diskleri, zımpara kağı ğıdı Jet motoru, ısı kalkanı, roket nozülü Otomotiv Valf, buji, dişli, dingil aksamı Kimya Renk verici, filtre, katalizör, ilaçlar Kaplama Dış yüzey kaplaması, termal sprey bariyeri İnşaat Asfalt ve çatı kaplama Elektrik Kontak, tel mengene, lehim, konnektör

Valf, buji, dişli, dingil aksamı Kimya Renk verici, filtre, katalizör, ilaçlar Kaplama Dış yüzey

18 UYGULAMA Aşındırıcı Tarım Uzay sanayi Otomotiv Kimya Kaplama İnşaat Elektrik Elektronik Isıl işlem Endüstriyel Kaynak Yağlayıcı Manyetik İmalat Medikal/dental Metalurji Nükleer Ofis donanımı Kişisel Petrokimya Piroteknik ÖRNEK KULLANIM ALANI Metal parlatma diskleri, zımpara kağıdı Tohum kaplama, çim ve bahçe ekipmanı Jet motoru, ısı kalkanı, roket nozülü Valf, buji, dişli, dingil aksamı Renk verici, filtre, katalizör Boya, dış yüzey kaplaması, termal sprey bariyeri Asfalt ve çatı kaplama Kontakt, tel mengene, lehim, konektör Isı ileticiler, mürekkep, mikroelektronik paketleme Fırın, termoeleman, tablalı konveyör Ses yalıtımı, kesici takımlar, elmas bağlantısı Elektrot, lehim, kaynak dolgusu Yağlama gresi Magnetler, mıknatıs, elektrik düzenleyicisi Döküm, takım malzemesi, yataklar, yüzey sertleştirme Amalgam, implant malzemesi Metal kaplama, alaşımlama Reflektör, filtre, koruyucu amaçlı malzemeler Kopyalama cihazları, fotokopi proses taşıyıcısı Vitamin, kozmetik, pudra Katalizör, delici uçlar Patlayıcı, yakıt, renklendirici

verici, filtre, katalizör Boya, dış yüzey kaplaması, termal sprey bariyeri Asfalt ve çatı kaplama Kontakt, tel mengene, lehim, konektör Isı ileticiler, mürekkep, mikroelektronik paketleme Fırın,

19 Mühendislik Tozları Toz metalurjik. uygulamalar; tungsten lamba filamanları, dental onarım, yağsız yataklar, otomotiv dişlileri, zırh delici mermiler, elektrik kontakt malzemeleri, nükleer yakıtı elemanları, ortopedik implantlar,

yağsız yataklar, otomotiv dişlileri, zırh delici

20 . T/M ÖRNEKLER: İMPLANTLAR

21 UYGULAMA ÖRNEKLERİ İMPLANTLAR..

22 TOZ METALURJİSİ Company Logo

23 TOZ METALURJİSİ NEDEN KULLANILIR? Genellikle ikinci bir işlem gerektirmemesi Çapak kayıpları oluşmaz Boyutsal toleranslarının çok hassas olması Diğer yöntemlerle üretilemeyecek alaşım sistemlerinin oluşturulabilmesi Nihai parçada yüzey pürüzlülüğünün çok düşük olması Porozitenin ayarlanmasına yada infiltrasyon ile porozitelerin yok edilmesine izin vermesi Çok karmaşık parçaların üretilebilmesi Seri üretime uygun olması Maliyetinin düşük olması (eğer üretilecek parça sayısı yeterli ise)

24 T/M İşlemenin Sınırlılıkları ve Zayıf Yönleri. Yüksek takım ve ekipman maliyetleri Metal tozları pahalıdır Metal tozlarının depolama ve nakliyle ilgili problemler Metal tozlarının presleme sırasında kalıp içinde paralel olarak akmaması nedeniyle parça geometrisinde sınırlamalar Parça boyunca yoğunluktaki değişimler, özellikle karmaşık geometriler için bir sorun olabilir Oksidasyon sorunu Oksidasyonun olumsuz etkisi

25 Toz Metalurjisi Parça sayısı?

26 TM ve Otomotiv Toz Metalurjisinin günümüzde sadece A.B.D. de yıllık 5 Milyar dolarlık pazarı olduğu tahmin edilmektedir.

27 Prosesler

28 Tanımlar Boyutları genellikle 1 mm ile 100 nm arasında olan partiküllerdir. Sıkış ıştırılabiliyor: Gaz özelliği Akış ışkan : Sıvı özelliği Mukavim : Katı Özelliği

30 Üretim ve özellik

31 Üretim ve özellik

32 Şekil

33 Boyut dağı ğılımı

34 Parçacık Boyutunun Ölçümü En yaygın yöntemler, farklı ızgara boyutlarında elekler kullanır Izgara numarası eleğin doğrusal 1 inç i başına delik sayısını gösterir 200 olan bir ızgara numarası doğrusal inç başına 200 delik olduğu anlamına gelir Daha yüksek ızgara numarası, daha küçük parçacık boyutu anlamına gelir

35 Parçacık Boyutunun Ölçümü. Şekil - Parçacık boyutunun belirlenmesi için ızgara eleği

36 Paketleme Faktörü = Kütle Yoğunluğu / Gerçek Yoğunluk Gevşek tozların tipik değerleri 0,5 ve 0,7 arasındadır. Eğer farklı toz boyutları varsa, daha küçük olan tozlar daha büyük olanların ara boşluklarına yerleşerek havanın uzaklaşmasını sağlar ve daha yüksek paketleme faktörüne neden olur. Paketleme, tozları titreştirerek, daha sıkı yerleşmelerinin sağlanmasıyla arttırılabilir. Sıkış ıştırma sırasında uygulanan basınç, tozları yeniden düzenleyerek ve parçacıkları deforme ederek tozların paketlenmesini arttırır

37 Presleme

38 Sıkıştırma ve sinterlemede başarılı sonuçlar için, başlangıç tozları homojen olmalıdır. TOZLARIN ÖĞÜTÜLMESİ VE KARIŞTIRILMASI

39 PRESLEME Tozları istenen şekle dönüştürmek için yüksek. basınç uygulamadır. Geleneksel sıkıştırma yöntemi, zıt yönlü zımbaların tozları bir kalıp içinde sıkıştırdığı presleme dir. Sıkıştırıldıktan sonraki parça ıslak sıkıştırma olarak adlandırılır; buradaki ıslak terimi, henüz yeterince sıkıştırılmamış anlamındadır. Sıkıştırıldığında parçanın ıslak dayanımı, taşımak için yeterli ancak sinterlemeden sonraki değerinden çok uzaktır

40 Basınç etkisi

43 . Şekil - (a) Sıkıştırma sırasında uygulanan basıncın etkisi (1)doldurmadan sonraki gevşek tozlar; (2) yeniden paketleme; ve (3) parçacıkların deformasyonu; ve (b) tozların yoğunluğunun, basınca bağlı olarak değişimi.

44 Sinterleme

45 Sinterleme

46 . SİNTERLEME

47 SİNTERLEMENİN TEMEL SAFHALARI. Cu tozlarının değişik sıcaklıklarda sinterleme prosesi (a) sinterleme öncesi, (b) 1000 C de sinterleme sonrası, and (c) 1050 C de sinterleme sonrası (d) 1050 C de sinterleme sonrası

48 Çok Zayıf Sinterleme Karakteristiği ve Olumsuz Etkileri.

49 Zayıf Sinterleme Karakteristiği ve Etkileri.

50 . Yeterli Sinterleme Karakteristiği ve Olumlu Etkileri

51 T/M ÖRNEKLER. En büyük tonajlı malzemeler demir, çelik ve Alüminyumdur. Diğer T/M metalleri olarak bakır, nikel ve molibden ve tungsten gibi refrakter metaller sayılabilir. Tungsten karbür gibi metal karbürler de toz metalurjisinde oldukça fazla miktarda tüketilmektedir

52 Mikroyapıı

53 Mikroyapıı

54 Mikroyapı ve mekanik özellik

55 Örnekler

56 Örnekler

57 Örnekler

58 Örnekler

Benzer belgeler

TOZ METALURJİSİ. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

TOZ METALURJİSİ. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU TOZ METALURJİSİ Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU Toz Metalurjisi Tasarım Toz Metalurjisi Avantajlar Karmaşık şekil Çok küçük parçalar Mikroyapı kontrolü Ekonomik Özellikle yüksek ergime dereceli malzemeler