PEKİŞTİRME VE PRESLEME TEKNİKLERİ. Doç. Dr. Nil TOPLAN SAÜ. 2015

PEKİŞTİRME VE PRESLEME TEKNİKLERİ Doç. Dr. Nil TOPLAN SAÜ. 2015 1

Toz Karıştırma ve Harmanlama Presleme ve sinterlemede başarılı sonuçlar için, başlangıç tozları homojen hale getirilmelidir. Harmanlama - aynı kimyasal bileşimde ancak farklı parçacık boyutlarındaki tozlar birbiriyle karıştırılır. Gözenekliliği azaltmak için farklı boyutta tozlar harmanlanır. Karıştırma farklı kimyasal bileşime sahip tozların karıştırılmasını ifade eder. (a) dönen tambur, (b) dönen çift koni; (c) vidalı karıştırıcı; ve (d) bıçaklı karıştırıcı. 6

Tozlar dengeli homojen karışım verecek şekilde karıştırılmalı ve bu karışım, kalıbın bütün bölgelerinden akacak şekilde olmalıdır. Karıştırma zamanı, sonradan gelecek işlemlerdeki malzeme davranışlarına ve üretilecek parçanın özelliklerine etki eder. Kalıp aşınmasını en aza indirgemek ve sıkıştırma basıncını azaltmak için yağlayıcıların bütün tanelere yapıştırılması gerekir. 7

Metalik tozlar, yağlayıcılar ve isteğe bağlı alaşım elementleri ile homojen bir karışım elde etmek için karıştırılır. Karışım içerisine genellikle %0.5-1.5 arası yağlayıcı eklenir. Metalik stearit ve parafin en çok kullanılan yağlayıcılardır. Yağlayıcı kullanmanın ana amacı, toz kütleleri ile takım yüzeyleri ve kalıp duvarları arasındaki sürtünmeyi azaltmak, tozların sıkıştırma esnasında kaymalarını sağlamaktır. Bunlar parçanın tabanından tavanına kadar düzgün bir yoğunluğun oluşmasına yardımcı olur. Sürtünmenin azalması parçaların kalıptan kolayca çıkmasını da sağlar. Önceden alaşımlandırılmış tozlara alternatif olarak alaşım elemanları karıştırma aşamasında da birbirine katılabilir. 8

Presleme Yöntemleri Tozların şekillendirme metodları: Kalıpta hidrolik presleme (sıkıştırma), İzostatik presleme Yüksek enerjili presleme, Ekstrüzyonla, enjeksiyon presleme Titreşimle sıkıştırma, Slip döküm, şerit döküm. 9

Sıkıştırmanın temel amacı, toz partiküllerinin istenilen şekle dönüştürülmesi için, yapıya kendi ağırlığını taşıyabilecek kadar yoğunluk ve dayanım kazandırılmasıdır. Sıkıştırma bir yük altında serbest yapıdaki toz parçacıklarının istenilen şekle ve forma dönüştürülmesi için yoğunluk kazandırma işlemi olarak tanımlanabilir. Değişik sıkıştırma teknikleri olmakla beraber en yaygın kullanılanı tek eksenli bir kalıp ile basma işlemidir. Tek eksenli kalıp ile sıkıştırma tekniği kesintisiz üretim, otomasyon sistemleri, yüksek miktarlarda metal ve seramik parçalar ile ilaç ve patlayıcı endüstrisinde yaygın kullanım alanına sahiptir. 10

Sıkıştırma, eksenel, izostatik ve hacim deformasyonu olarak üç farklı yöntemde gerçekleştirilir. Eksenel sıkıştırma; tek ve çift etkili olabildiği gibi soğuk, sıcak ve ılık sıkıştırma şeklinde de olabilmektedir. İzostatik sıkıştırma soğuk ve sıcak olmak üzere iki farklı şekilde uygulanabilir. Hacimsel deformasyon işlemleri ise, toz dövme, toz extrüzyon ve toz haddeleme olarak uygulanmaktadır. 11

Hidrolik Presleme En yaygın sıkıştırma yolu, bir çelik veya sert metal kalıp içerisinde basınç altında eksenel preslemedir. Tek bir operasyonla karmaşık parçaları yüksek üretim hızıyla (dakikada yak. 25 parça) üretmek mümkündür. Presleme sonrası parça kalıptan çıkarılabilecek yeterli mukavemete sahiptir ve sinterleme öncesi taşıma işlemleri yapılabilir. Yüksek basılabilme kabiliyetindeki demir tozları 800 MPa basınç altında 7.3 g/cm 3 (veya % 93 teorik yoğunluk) yoğunluğa ulaşabilir. Ilık presleme kullanılarak, özel yağlayıcı katılmış toz 130 ºC ye ve kalıp 150 ºC ye ısıtılır, yoğunluk soğuk preslemeye göre 0.2 g/cm 3 daha artırılabilir. Ilık preslenmiş parçalar sinterleme öncesi talaşlı imalat için gerekli olan mukavemete sahiptirler. Ham parçanın talaşlı imalatı kesici takım aşınmasını hemen hemen ortadan kaldırır. 12

Presleme işleminde genellikle hidrolik, mekanik ve pinomatik presler kullanılmaktadır. Preslerin uyguladıkları basınç değerleri 70-700 MPa arasındadır ve pratikte kullanılan basınç değerleri ise genellikle 145-450 MPa arasındadır. Preslerin büyük bir kısmının kapasitesi 100 ton civarındadır. Son zamanlarda 200-300 ton kapasiteli presler yapılmıştır ve hatta 3000 tonluk presler de üretilmiştir. T/M ürünlerin kesit alanı maksimum 2000 mm² dir. Ancak, yüksek kapasiteli özel preslerin kullanılması halinde bu değer 6500 mm² ye kadar çıkabilmektedir. Uygulamaların çoğunluğunda, toz karışımı, yerçekimi etkisiyle kalıbı doldurur, fazla kısımlar alınır ve tozu sıkıştırmak için pres kapatılır. Toz miktarı için hacim veya ağırlık esasına göre bir başlangıç ölçüsü oluşturulur. 13

Sıkıştırma - tozlara üretimi istenen parçanın şeklini vermek ve istenen oranda gözeneklilik sağlamak gibi amaçlar için yapılır. Şekillendirme sırasında hem toza şekil vermek ve hem de daha yüksek yoğunluk elde etmek için dışarıdan bir basınç uygulamak gerekir. Sıkıştırma üç aşamada ele alınabilir: 1. Sıkıştırma basıncının ilk uygulanmasına müteakip partiküllerin yer değiştirmesi ve yeniden pozisyon belirlemesi gerçekleşir. Plastik şekil değiştirme yoktur. Kısmi olarak bazı partiküllerde mekaniksel kırılmalar olabilir. Bu aşamada partikül boyutu, toz boyut dağılımı, partikül şekli ve yüzey özellikleri ile partiküller arası sürtünme önemli rol oynar. 14

2. Toz sıkıştırmanın ikinci aşamasında elastik ve plastik deformasyon faktörleri baskındır. Bu aşamada tanecikler arası soğuk şekillendirmeye bağlı bağlar oluşabilir. Ayrıca partiküllerin mekanik kilitlenmeleri ile partikül-partikül etkileşimleri bu aşamada önem kazanan durumlardır. 3. Presleme basıncının arttığı sıkıştırmanın son aşamasında toz taneciklerinin kırılması ve plastik deformasyon ile boşlukların doldurulması sağlanmış olur. Bu aşamada toz tanecikleri arasında soğuk kaynak olabilir. En üst şekil, basınçla gözenekliliğin azaldığını, ortadaki yeniden paketlenen tanecik başına ortalama temas sayısını en alttaki de temas alanını gösterir. 15

Geleneksel sıkıştırma yöntemi, zıt yönlü zımbaların tozları bir kalıp içinde eksenel olarak sıkıştırdığı preslemedir. Sıkıştırıldıktan sonraki parça yaş sıkıştırma olarak adlandırılır; buradaki yaş terimi, henüz sinterlenip tam katılaşmamış anlamındadır. Yaş mukavemet tozları bir arada tutmaya yeter, ancak sinterlenme sonrası mukavemet değerinin çok altındadır. Eğer tek zımba kullanılırsa, en yüksek yaş yoğunluk hemen zımba yüzeyinin altındaki kısımda oluşur ve zımbadan uzaklaştıkça azalır. Çift zımba kullanılması daha düzgün dağılımlı bir yaş yoğunluk elde edilmesini sağlar. Tozların preslenmesi 16

Kalıpta Tek Yönlü Sıkıştırma Bu sıkıştırma yönteminde pres tek yönlü kuvvet uygular. Üst zımba kalıp boşluğuna girerek sıkıştırılacak tozu sabit olan alt zımbaya kalıp boşluğunda sıkıştırır. Tek yönlü sıkıştırmada tozlar arası ve tozlarla kalıp yüzeyi arasında oluşan sürtünme düzensiz bir basınç dağılımına neden olur. Uygulanan sıkıştırma kuvveti kalıp boyunca düzenli olarak uygulanamadığında sıkıştırılan parçadaki yoğunluk homojen bir dağılım göstermemektedir. Yoğunluk hareketli zımbaya yakın bölgelerde daha yoğun, sabit zımbaya doğru giderek azalmaktadır. 19

Çift Yönlü Sıkıştırma Çift yönlü sıkıştırmada toz alt ve üst zımba tarafından aynı anda sıkıştırılmaktadır. Alt ve üst zımba tarafından eşit veya farklı basınç uygulanabilir. Çift yönlü sıkıştırmada sıkıştırılan parçaların yoğunluk dağılımı, tek yönlü sıkıştırma yöntemi ile elde edilen parçaların yoğunluk dağılımından daha homojendir. Farklı kalınlığa sahip kesitlerde daha homojen sıkıştırma uygulaması 20

Yoğunluk Gerçek yoğunluk Sıkıştırma basıncı

İzostatik Presleme Bu yöntem, esnek bir malzemeden yapılan kalıp içerisine hammaddenin doldurulması ve hidrolik bir basınç uygulanarak malzemenin şekillendirilmesi esasına dayanır. Bu yöntemle üretim yapılmadan önce 30 MPa dan daha düşük bir basınçta ön şekillendirmenin yapılması gereklidir. Boy/çap oranı fazla olan parçalar bu yöntemle sıkıştırılabilirler. Sıkıştırma basıncı bir gaz/sıvı yardımıyla parçaya her yönden ve eşit olarak uygulanır. Akışkanların bilinen özelliğinden faydalanılarak herhangi bir noktaya uygulanan basınç bütün yönlere aynı değerde etki yapar. Bundan dolayı sıkıştırılan parçanın yoğunluğu her noktada aynı değerde olur. İzostatik sıkıştırma kuru kalıp ve yaş kalıp olmak üzere iki şekilde yapılır. 26

Tozların kalıp içerisinde tek yönlü basılmasında hareketli piston ile kalıp yüzeyi ve tozlarla kalıp yüzeyi arasında meydana gelen sürtünme nedeni ile uygulanan gerilme tüm tozlara eşit olarak iletilemez. Bu durum özellikle aspekt oranı (L/D; L=Yükseklik, D=Genişlik) büyük olan parçalarda homojen olmayan yoğunluk dağılımına neden olur. Parça içyapısındaki homojen olmayan bu yoğunluk dağılımı nedeniyle basılmış parçalar sinterleme sırasında farklı boyutsal daralma miktarları nedeniyle şekilsel deformasyonlara maruz kalabilirler. Bunun giderilmesi için düşük gerilmeler altında basılan numuneler soğuk veya sıcak izostatik basma denen ve yüksek gerilme altında bir akışkan yardımı ile sıkıştırma sağlayan sistemlerde homojen dağılımlı ve yüksek yoğunluklu parçalara dönüştürülebilirler. 27

CIP de kompakt hale getirilmiş olan parçaya, yüksek sıcaklık sinterlemesi uygulanarak daha yüksek yoğunluğa sahip ürünler elde edilmektedir. Bu yöntemde kullanılan kalıplar dayanıklı esnek kauçuk ve sentetik malzemelerden yapılır. Böylece basıncın ürünü meydana getirecek toz üzerine homojen bir şekilde tatbik edilmesi sağlanır. 28

CIP in avantajları; Üniform basınç nedeniyle parçanın yoğunluğu yüksek ve üniformdur, Boy /çap oranı yüksek olan ve bu nedenle diğer tekniklerle preslenemeyen parçalar üretilebilir, Karmaşık şekilli, oyuklu ve ince kesitli parçaların üretimi mümkündür, Toz kalıp sürtünmesi olmadığından preslemeden önce metal tozlarının yağlayıcı ile karıştırılma zorunluluğu yoktur. Preslemede kullanılan kalıplar rijit kalıplardan daha ucuzdur. 31

İzostatik preslemenin bazı dezavantajları; Rijit kalıplarda preslenmiş parçaların boyut kontrolü izostatik preslemeden daha hassastır, Rijit kalıplarda presleme ile elde edilen yüzey düzgünlüğü izostatik preslemeden daha yüksektir. Genel olarak izostatik presleme hızı rijit kalıplarda presleme hızından çok düşüktür. Ancak, geliştirilmiş izostatik presleme tekniklerinde üretim hızı yükseltilmiştir. İzostatik preslemede kullanılan kalıp malzemesi rijit kalıplardan daha ucuz olmakla beraber kullanım ömrü çok daha kısadır. 32

Sıcak İzostatik Presleme Sıcak izostatik presleme operasyonunda presleme ve sinterleme aynı anda gerçekleştirilir. Bu yöntem daha çok ergime sıcaklıkları yüksek sert metal ve alaşım tozların şekillendirilmesinde kullanılır. Toz karışım hava ile teması tamamen önlenecek şekilde vakumlu bir kap içine yerleştirilir ve takibinde yüksek sıcaklık-yüksek basınç altında kalıplama gerçekleştirilir. Demir ve çelik tozlar için 70-100 MPa basınç, 1250 o C sıcaklık gibi. Elde edilen ürün yoğunluğu ideale (% 92-95) yakındır. Özellikler homojen ve yüksek yoğunlukludur. Nihai boyut ve geometriye ulaşılabilir. Küçük parçalara uygulanabilir. 33 İşlem süresi uzundur.

CIP den Tek farkı, eş eksenli uygulanan basınçla birlikte basınç kabının ısıtılarak tozların daha az kuvvetle ve daha yüksek yoğunlukta şekillendirilmesidir. 34

CIP de basınç geçirici ortam olarak çeşitli sıvılar kullanılırken HIP de ise inert gazlar kullanılmaktadır. 36

Yüksek Enerjili Sıkıştırma (HERF) Pinomatik, mekanik ve patlayıcı gibi sıkıştırmada basınç uygulama teknikleri geliştirilmiştir. Bu yöntem çok yüksek bir basıncın kısa sürede uygulandığı bir yöntemdir. Basınç süresi 50 μs ile 50 ms arasındadır. Bu kısa basınç süresinde malzemeye 10-15x10-3 Psi değerinde basınç uygulanır. 37

Ekstrüzyon Yöntemi ile Sıkıştırma Metal tozlarının şekillendirilmesinde sınırlı ölçüde kullanılan ekstrüzyon yönteminde tozlar kapalı bir kap içine doldurulduktan sonra kabın içerisinin havası vakumla alınır. Kap içerisinde tozlar ısıtılarak ekstrüzyon yoluyla parça üretimi gerçekleştirilir. Ekstrüzyon yöntemi ile üretilen parçalarda yüksek yoğunluk elde edilir. Ekstrüzyon öncesi tozlar ısıtılmış ise ayrıca sinterlemeye gerek yoktur. Ekstrüzyon genellikle daha önce izostatik presleme ile yoğunlaştırılmış metal tozlarına uygulanır. Bu yöntem en çok takım çeliklerinin üretiminde kullanılır. 38

Ekstrüzyonda Seramik toz karışımına plastisiteyi sağlamak amacı ile % 25-30 mertebesinde organik bağlayıcı eklenerek yapışkan bir hale getirilir, Karışım iyice karıştırıldıktan sonra uygun şekildeki kalıptan ekstürize edilir. Bağlayıcı miktarı fazla olduğu için şekillendirme sonrası bağlayıcı giderme işlemi yapılır. 39

Ekstrüzyon yönteminin kullanım alanları; Uzunluğu genişliğinden fazla olan çubuk veya tüp gibi seramik parçaların şekillendirilmesinde kullanılır. Alumina, mullit, zirkonyadan fırın tüpleri, Yalıtım malzemeleri, Tüp şeklindeki kapasitörler, Çubuk, Tuğla, fayans gibi sabit kesitli ve simetriye sahip ürünler üretilebilir.

Toz ekstrüzyonu ilk defa tungsten tellerinin üretiminde kullanılmıştır. Dekstrin, şeker gibi organik bir madde ile karıştırılan tungsten tozu plastik hale getirildikten sonra ekstrüzyonla tel halinde çekilmiştir. Daha sonra hidrojen atmosferinde ısıtılarak nem ve organik ilaveler buharlaştırılmıştır. Sinterleme işlemi ile nispeten yüksek yoğunlukta tungsten filamanlar üretilmiştir. Günümüz toz metalurjisi teknolojisinde plastifiyon ilavesi ile metal tozlarının ekstrüzyonu oldukça sınırlıdır. İnce kesitli tungsten karbür tüplerle poroz yapılı paslanmaz çelik tüplerin üretiminde kullanılmaktadır. Sinterleme sırasında plastifiyanın uzaklaştırılması sonucu önemli ölçüde çekme meydana geldiğinden boyut kontrolü zordur. 41

Enjeksiyonla Presleme Bir seramik toz-bağlayıcı karışımının bağlayıcı eriyene kadar ısıtılması ve daha sonra parçanın istenen şekli aldığı ve yeniden katılaştığı bir kalıp boşluğu içerisine basınçla doldurulması enjeksiyon kalıplama yönteminin temel prensibini oluşturur. Doldurulmuş kalıbın soğutulması ile katılaştırılan polimer seramik karışımından polimerin kontrollü şartlar altında uzaklaştırılması ile sinterlemeye hazır, kompleks nihai şekilli parçalar elde edilir. 46

Enjeksiyonla kalıplamanın tarihi geçmişi 1869 yıllarında iken, metal tozların ilk kez enjeksiyonla kalıplanması ancak 1977 yılında mümkün olmuştur. Konvansiyonel toz metalurjisi teknikleri ile kalıplanmaları mümkün olmayan boşluklu parçalarla, et kalınlığı < 0,6 mm 5 mm arasında olan karmaşık şekilli parçaların (metal ve seramik tozlarının) enjeksiyonla kalıplanmaları mümkündür. 47

Hassas dökümle veya talaşlı işlemle üretilen küçük ve karmaşık şekilli parçalar artık günümüzde metal tozlarının termoplastik bir malzeme ile harmanlanarak takiben plastik bir forma gelene kadar ısıtılıp basınç altında kalıp boşluğuna enjeksiyonu ile üretilebilmektedir. Toz enjeksiyon kalıplama yöntemleri polimer üretim süreçlerine oldukça benzer olarak gerçekleşir. Plastik ve akışkan özellikler kazandırmak amacıyla tozlara hacim olarak %8-%20 mertebelerinde termo-plastik polimer bağlayıcılar ve sentetik mumlar katılır. Bunların arasında en çok kullanılanlar polipropilen ve parafin mumlarıdır. Metal toz, organik bir bağlayıcı ile karıştırılarak akışkan ve homojen bir bulamaç haline getirilir sonra 135 205 C sıcaklık aralığında bir piston/dalgıç vasıtasıyla enjeksiyon makinesine beslenir ve 140 MPa (2000 Psi) mertebesinde basınç uygulanarak hareket halindeki küçük bir açıklıktan geçirilmeye zorlanarak bir kalıba doldurulur. Kalıplama periyodu parça boyutuna bağlı olarak 10 90 sn arasındadır. 48

Kalıptan çıkarılan parçalardaki bağlayıcı malzeme solvent ekstraksiyonu veya kontrollü ısıtma ile buharlaştırılarak uzaklaştırılmaktadır. Daha sonra uygulanan normal sinterleme sürecinde parçalarda %20-25 oranında hacimsel büzülme meydana gelir, yoğunluk ideal koşulların %95 ine kadar yükselir ve özellikleri artar. Bağlayıcının uzaklaştırılması bu prosesin en pahalı ve zaman alıcı yanıdır. 49

SEKONDER OPERASYONLAR (DÖVME) Toz Metalurjisi ürünleri çoğu kez sinterleme işleminden hemen sonra kullanılırlar. Bazı ürünler boyutsal hassasiyetinin geliştirilmesi ve bazı spesifik karakteristiklerin kazandırılması amacıyla sekonder işlemlere uğratılırlar. Tekrarlı presleme, zımparalama veya boyutlandırma olarak adlandırılan ikinci bir presleme operasyonu boyutsal toleransları azaltmak amacıyla gerçekleştirilir. Parça kalıba yerleştirilerek ilk basınca eşit veya daha yüksek bir basınçla preslenir. Çok az oranda plastik şekil değişimi meydana gelir. Boyutlar ve detaylar daha belirgin hale gelir. Bu işlemler oda sıcaklığında yapılır ve parça mukavemeti %25- %50 oranında artar. TOZ HADDELEME Haddeleme, gevşek metal tozlarının bir dizi silindir çiftleri arasından geçirilerek şekillendirilmesi işlemidir. Haddeleme işlemi 2 şekilde yapılır: 1)Düşey beslemeli haddelemede metal tozları silindir çiftleri arasına düşey olarak döküldükten sonra haddelenerek şekillendirilir. 2)Yatay beslemeli haddelemede metal tozları silindirik çiftleri arasına yatay olarak döküldükten sonra haddelenerek şekillendirilir. 50

Other Shaping Processes Rolling powder is fed though the roll gap and is used to make coins and sheet metal An example of powder rolling Extrusion has improved properties and parts my be forged in a closed die to get final shape Pressureless compaction gravity filled die and used to make porous parts Ceramic molds molds are made by made by investment casting and the powder is compressed by hot isostatic pressing Spray deposition shape-generation process 55

Titreşimle Sıkıştırma Titreşimle sıkıştırma yönteminde sert bir kalıp içerisindeki toza basınç uygulanırken bir yandan da titreştirilir. Bu titreşimler yardımıyla daha az basınçla kalıpta şekillendirmeye eşdeğer bir yoğunluk elde edilir. 56

Püskürtme şekillendirme yöntemi gaz atomizasyonu yöntemi ile üretilen metal tozlarının bir altlık üzerinde biriktirilmesidir. Gaz jeti tarafından damlacık halinde parçalanmış olan sıvı metal henüz katılaşmadan önüne yerleştirilmiş olan altlıkta birikmeye başlar. Damlacık altlığa çarpar iken yarı katı yarı sıvı durumdadır. Altlığın döndürülmesi veya hareket ettirilmesi ile değişik geometrilerde kaplama elde edilebilir. 59

Plasma spraying process Arc spraying process 61

Results (Plasma powder sprayed oxygen sensor tube) 1 (a) Graphite substrate (b) Coating layer Sakarya University ITSC May 14-16 2007 Beijing, China

Plazma püskürtme kaplama tekniği ile üretilen parça örnekleri 63

Tablo V. Brozek ve arkadaşlarının plazma püskürtme tekniği ile seramik membran üretiminde kullandığı 4 farklı ayırma metodu Kaplama Toz boyut aralığı (mm) Besleme Mesafesi (mm) Püskürtme Mesafesi (mm) Altlık Malzeme Ayırma metodu TiB 2 23-50 50-63 26 300 Çelik A B 4 C 50-63 26 300 Çelik A MoSi 2 50-63 26 300 Çelik B Si[SiC] 90-116 30 350 Mo B Ti-TiN-TiO 2 50-100 30 300 Grafit D ZrSiO 4 40-80 26 350 Çelik Mo Grafit Al 2 O 3 40-56 80-100 30 350 Çelik A Al 2 O 3-40-63 30 350 Çelik C 13TiO 2 Mullit 40-63 30 300 Çelik C A. HCl içinde dağlama, B. 970 C de kısa süreli oksidasyon, C. Termal şok, 64 D sıyırma veya yakma A B D

Figure 17.5 - Sequence of steps in drain casting, a form of slip casting: (1) slip is poured into mold cavity, (2) water is absorbed into plaster mold to form a firm layer, (3) excess slip is poured out, and (4) part is removed from mold and trimmed

İsteğe bağlı işlemler (İkincil işlemler) Toz metalurjik parça genellikle sinterlemeden sonra kullanıma hazırdır. Ekonomik bakımdan arzu edilmese de sinterleme sonrası bazı işlemlere gerek duyulabilir. 1.İnfilitrasyon 6.Talaşlı imalat işlemi 2.Yağ emdirme 7.Çapak alma 3.Boyutlandırma 8.Birleştirme 4.İkinci presleme 9.Isıl işlem 5.Buharlama işlemi 10.Yüzey kaplama 74

İnfiltrasyon Parça içerisindeki birbirleri ile bağlantılı gözenekler, ana metalin sinterleme sıcaklığından daha düşük bir ergime sıcaklığına sahip bir alaşımla doldurulur. Mesela, bakır esaslı alaşımlar sinterleme esnasında demir esaslı parçalara sızarlar. İnfiltrasyon işlemi parçaları sızdırmaz yapar ve mekanik özelliklerde artışa sebep olur. Ancak boyut hassaslığı azalır. İnfiltrasyon işlemi bazı ısıl işlemleri kolaylaştırır. Mesela, birbirine bağlı gözenek kalmadığı için yüzey sertleştirme işleminde sertlik derinliği kontrolü kolaylaşır. Yağ emdirme Sinterlenmiş parçalara yağ ve diğer metalik olmayan malzemeler emdirilerek korozyona karşı koruma artırılır. Kendi kendine yağlamalı yataklar, sinterlenmiş gözenekli yataklara yağ emdirilmesi sonucu ve sadece T/M yöntemi ile üretilir. 75

Boyutlandırma Boyutlandırma sinterleme sonrası yapılan ilave presleme işlemidir. Ana amaç, boyut hassasiyetini ve beraberinde yüzey kalitesini artırmaktır. Az miktarda plastik deformasyona ihtiyaç olduğu için orta büyüklükteki basınçlara ihtiyaç vardır. İkinci presleme İstenilen mekanik ve manyetik özelliklerin sağlanmasında gerekli olan parça yoğunluğunu elde etmek için bir gözenek azaltma işlemi olan ikinci presleme kullanılır. Preslenmiş parçanın 700 800 C arasında ön sinterlenmesi ile yağlayıcılar yanar ve yeniden kristalleşme meydana gelir. Pekleşme ve iç gerilmeler kaldırıldığından malzeme sünekliğini tekrar kazanır. İkinci preslemeden sonra parçalar ikinci defa sinterlenir. 76

Buharlama işlemi Bu işlem sadece demir esaslı parçalara uygulanabilir. Parçaları 550 C ye kadar ısıtarak ve onları su buharına maruz bırakarak dış yüzeylerinde ve iç bağlantılı boşluklar boyunca ince bir Fe 3 O 4 tabakası oluşturulur. Buharlama işlemi korozyon mukavemeti, sertlik, basmaya karşı dayanım ve aşınma dayanımında artışa sebep olur. Talaşlı imalat işlemi Sinterlenmiş parçaların üretilmesindeki en önemli çekicilik karmaşık şekiller ve dar toleransa sahip parçaların üretilebilmesi olmasına rağmen, bazı sınırlamalar bulunur. Bundan dolayı frezeleme, delik delme (presleme doğrultusuna dik delikler), diş açma gibi talaşlı imalat operasyonları, kalıpta presleme ile elde edilemeyen şekillerin eldesinde kullanılır. 77

Sinterlenmiş metallerin talaşlı imalatı genellikle aynı bileşimdeki döküm-dövme alaşımlarınkinden daha kolaydır. Bundan dolayı kesme hızı ve kesme takımları optimum sonuçları almak için ayarlanmalıdır. Takım ömrünü artırmak için, MnS gibi işlenebilirliği artırıcı katkılar toz ile karıştırılabilir. Sinterleme sonrası bu katkılar yapı içerisinde düzgünce dağılmış olarak kalır ve mekanik özellikleri belirgince etkilemez. Çapak alma Bu işlem, presleme ve talaşlı imalattan kaynaklanan çapakları almak için kullanılır. En yaygın metod tamburlamadır ve bazı durumlarda içinde aşındırıcı toz bulunan sıvı ortamlar kullanılır. 78

Birleştirme Karmaşık ve büyük parçalar birleştirme ile üretilebilir. Difüzyonla birleştirme, sinter-birleştirme ve lazer kaynağı gibi birçok birleştirme tekniği vardır. Isıl işlem Alaşımlarda faz dönüşümleri gözenek miktarına değil kimyasal bileşim ve alaşımın homojenliğine bağlıdır. Böylece döküm-dövme alaşımlara uygulanan tüm ısıl işlemler sinterlenmiş malzemeler içinde uygulanabilir. Sertleştirme operasyonu önemli ölçüde mukavemeti ve aşınma direncini artırır, fakat süneklik azalır. Sinterlenmiş parçalarda karbürleme ve karbo-nitrürleme gibi yüzey sertleştirme işlemleri yaygınca kullanılır. 79

Yüzey kaplama İhtiyaç duyulduğu zaman, korozyondan korunma kaplama ile gerçekleştirilebilir. Fakat düşük yoğunluktaki parçalar kaplama öncesi elektrotun boşluklara girmesini önlemek için doyurulmalıdır. 80