NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ İMAL USULLERİ TOZ METALURJİSİ NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Mühendislik Mimarlık Fakültesi mmf.nisantasi.edu.tr

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © TOZ METALURJİSİ (Powder Metallurgy, PM) Metal ve seramik tozlarından metalik parça imal etme yöntemidir. Bu yöntemin en belirgin özelliği metalin eritilip sıvı hale gelmemesidir. Metalik tozlar üretildikten sonra, geleneksel PM işlemleri temel üç aşamadan oluşur: 1. Tozlar karıştırılarak harman elde edilir. 2. Sıkıştırma. Toz harmanı preslerde sıkıştırılarak istenen parça şekline getirilir. 3. Sinterleme. Toz parçacıkların katı hal bağını sağlamak ve parçanın dayanımını arttırmak için erime sıcaklığının altına ısıtma işlemidir. Sinterleme sırasında yoğunluk da artar. Ek olarak, bazen boyutsal doğruluğu iyileştirmek, yoğunluğu arttırmak ve diğer nedenlerle ikincil bitirme işlemleri uygulanır. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © PM parça üretiminde kullanılan tozların boyutu 0.1 µm ile 1000 µm arasında değişir. Metalik tozların üretme yöntemleri: 1. Atomizasyon yöntemleri. Atomizasyon, bir sıvı demetinin farklı boyutlardaki çok sayıda küçük damlacıklara ayrılmasıdır (a) Gaz atomizasyonu (b) Su atomizasyonu (c) Döner disk santrifüj atomizasyonu (d) Döner elektrot atomizasyonu (e) Vakum atomizasyonu (f) Ultrasonik gaz atomizasyonu NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © 2. Kimyasal yöntemler. Metal tozlarının kimyasal yöntemle üretimi, metal oksitlerin (demir, bakır, tungsten, molibden, nikel ve kobalt) CO veya hidrojen gibi indirgeyici gazlarla oksitlerinden kimyasal olarak indirgenmesidir 3. Elektroliz yöntemi. Elektroliz yöntemiyle, oksitlerden oluşan tozlar katoda akım vermek suretiyle elektrolitik banyoda çökertilir ya da iyi kırılabilme özelliğinden faydalanılarak katotta toplanır 4. Mekanik yöntemler. Mekanik güç kullanılarak toz üretilir (a) Öğütme (b) Mekanik alaşımlama Genel olarak metalik tozların üreticileri, bunlardan PM parçaları yapan firmalarla aynı değildir NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © HARMAN HAZIRLAMA Sıkıştırma(Preslemede) ve sinterlemede başarılı sonuçlar elde etmek için, tozların ve katkıların homojen olarak dağılması gerekir. PM yöntemi ile tozların soğuk şekillendirilmesi ve kalıptan çıkarılması sırasında metal tozları ile kalıp yüzeyi arasındaki sürtünmeyi azaltarak kalıp ömrünü artırmak amacıyla yağlayıcılar kullanılır. Malzemeye uygun yağlayıcılar ağırlık olarak % 0.25 -5 oranlarında ilave edilerek karıştırılırlar Süngerimsi boşluklu iç yapı elde etmek için sinterleme sırasında buharlaşacak katkı maddeleri harmana ilave edilir. Metal alaşımı elde etmek için farklı kimyasal bileşimdeki metal tozları harman edilir. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © PRESLEME veya SIKIŞTIRMA Tozları istenen şekle getirmek için kalıp içerisindeki toz harmanına yüksek basınç uygulanmasına sıkıştırma veya presleme adı verilir Geleneksel sıkıştırma yöntemi, zıt yönlü zımbaların tozları bir kalıp içinde sıkıştırdığı preslemedir. Sıkıştırıldıktan sonraki parça ıslak sıkıştırma olarak adlandırılır. Buradaki ıslak terimi, henüz yeterince sıkıştırılmamış anlamındadır. Islak parçanın dayanımı sinterleme değerinden çok düşüktür. Sıkıştırma yöntemleri 1. Tek etkili ve çift etkili mekanik veya hidrolik presleme 2. Enjeksiyon kalıplama NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © 3. Ekstrüzyon 4. Haddeleme 5. Soğuk izostatik presleme 6. Sıcak izostatik presleme   TOZ METALURJİSİNİN ÖNEMİ PM parçaları sonraki talaşlı işlemelere ihtiyacı ortadan kaldıracak olan, son şekil veya son şekle yakın olarak seri üretilebilir PM işlemi çok az malzeme ziyan eder – başlangıç tozunun yaklaşık % 97’si mamule dönüştürülür NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © PM parçaları gözenekli metal parçaları imal etmek için belirli bir gözeneklilik seviyesinde yapılabilir. Örnekler: filtreler, yağ-emdirilen yataklar ve dişliler Diğer yöntemlerle işlenmesi zor bazı metaller toz metalurjisiyle şekillendirilebilir. Örnek: Ampullerdeki Tungsten filamentler PM ile yapılır PM ile yapılan belirli alaşım kombinasyonları ve sermetler, başka bir yöntemle imal edilemez PM, boyut kontrolü bakımından çoğu döküm yönteminden daha üstündür PM imalat yöntemleri ekonomik üretim için otomatize edilebilir NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © PM ÜRETMENİN SINIRLILIKLARI Yüksek takım ve ekipman maliyetleri Metal tozları pahalıdır • Metal tozlarının depolama ve nakliyle ilgili problemler. Örnekler: zamanla bozulma, belirli metallerde yangın hasarı Metal tozlarının presleme sırasında kalıp içinde paralel olarak akmaması nedeniyle parça geometrisinde sınırlamalar Parça boyunca yoğunluktaki değişimler, özellikle karmaşık geometriler için bir sorun olabilir NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © KAYNAKLAR İmal Usulleri, S. Anık, A. Dikicioğlu, M. Vural, Birsen Yayınevi, İstanbul, 2006 İmal Usulleri, M. Çiğdem, Çağlayan Kitabevi, İstanbul, 1996 www// ch 16 Toz Metalurjisi pdf www// Toz Metalurjisi (TM) pdf NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©