Toz Metalürjisi (T/M) prosesi, talaşlı işleme, birleştirme ve montaj gibi ikincil operasyonları çok az ya da hiç ihtiyaç duymadan, karmaşık parçaları üreten bir son şekle yakın imalat işlemidir. Fakat belirli geometrik unsurlar, boyutsal tamlık ve yüzey kalitesinin üretilmesindeki yetersizlikler, sıklıkla delme, tornalama ve vida açma gibi bazı talaş kaldırma işlemlerini zorunlu kılmaktadır. Ayrıca, dövme ve döküm malzemelerle karşılaştırıldığında, genellikle T/M malzemelerin zayıf işlenebilirliğe sahip olması ve işleme operasyonlarının parça maliyetini artırması dikkat çekmektedir. Bunun nedeni porozite, heterojen mikroyapı ve yüksek alaşım içeriğidir. T/M malzemelerin kullanımının artması sebebiyle, verimliliği arttırmak ve maliyetleri azaltmak için onların işlenebilirliğinin incelenmesi gittikçe önem kazanmıştır. Dövme ve dökme çelik parçaların işlenebilirliğini etkileyen; kesme parametreleri, kesici takım, takım tezgahı ve takım-işparçası tutturma sistemleri gibi birçok faktör, T/M malzemelerin işlenmesinde de göz önüne alınır. Bunun yanında partikül boyutu ve geometrisi, yoğunluk, sıkıştırma ve sinterleme değişkenleri gibi, T/M malzeme ve üretim süreci bileşenleri de T/M malzemelerin işlenebilirliğini etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı, diğer değişkenler sabit tutularak, yalnızca yoğunluk ve bakır oranının demir-esaslı T/M malzemelerin işlenebilirliğe etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, standart bir demir-bakır alaşımı (Fe-%0.6C-%2Cu) referans alınmış, buna bağlı olarak üç farklı yoğunluk ve dört farklı bakır oranında, 11 farklı karışımda T/M numuneler üretilmiştir. Numuneler tek etkili kalıpta, sırasıyla 210, 350 ve 700 MPa basınç altında, 6.0-6.5 ve 7.1 g/cm3 olmak üzere üç farklı yoğunlukta, ayrıca % 1-4 arasında değişen dört farklı bakır oranında üretilmiştir. Daha sonra elde edilen kompaktlar 1120 'C'da 20-30 dakika, endotermik atmosfer altında endüstriyel fırında sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numunelerin işlenebilirliği delme işlemiyle belirlenmiştir. İşlenebilirlik değerlendirmesi için, eksenel kesme (thrust) kuvveti, takım aşınması, yüzey pürüzlülüğü ve talaş şekli ölçülmüştür. Ayrıca işlenebilirlik numunelerinin mikrosertlik, çapraz kırılma mukavemeti belirlenip mikroyapı ve kırık yüzey incelemesi yapılmıştır. Sonuçlar; yoğunluğun ve bakır oranının artmasıyla işlenebilirliğin iyileştiğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: demir-esaslı toz metal malzemeler, talaşlı işlenebilirlik, yoğunluk, bakır oranı.
The Powder Metallurgy (P/M) process is a near-net shape manufacturing operation capable of producing complex parts with little or no need for secondary operations such as machining, joining and assembly. However, the inability to produce certain geometrical fetures, dimensional tolerance and surface integrity, frequently necessitates some machining operations, particularly as drilling, turning and tapping. Moreover, they are generally considered to have poor machinability and increase part-costs when compared with wrought or cast materials. This by reason of inherent porosity, heterogeneous microstructure and high content of alloying elements. Because of the increasing use of P/M materials to increase productivity and reduce costs, the study of their machinability had been become increasingly important.Many of the machining factors that influence the machinability of cast and wrought steels parts, such as machining parameters, tool concept, machine tools and fixture etc., are also considered in the machining P/M components. Further there are some P/M material and production process parameters, e.g., particle size and geometry, density, and compaction and sintering variables, that can also influence P/M material machinability. The aim of in this work is to determine that the density and copper ratio variations effect on machinability of ferrous P/M materials when other variations hold constant. For this purpose, a standart iron-copper alloys was considered as reference materials, then altogether eleven different mixture P/M samples that is three different density and four different copper ratio was product. Samples under 210, 350 and 700 MPa pressure in single-action die, respectively 6.0- 6.5 and 7.1 g/cm3 at different density, further between range% 1-4 varying copper ratios were produced. Then compacts were sintered at 1120'C for 20-30 minutes in an endothermic gas atmosphere using a industrial furnace. Machinability assessment for sintered samples was used drilling operation. For machinability assessment was measured thrust force, tool wear, surface roughness and chip shape. In addition microhardness, transverse rupture strength were measured for machinability samples and microstructure, selected fracture surface were investiagted. Results show that raising density and copper ratio were increase machinability. Keywords: ferrous powder metallurgy, machinability, density, copper ratio.
Tez (Doktora) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, 2006.
Kaynakça var.
Toz Metalürjisi (T/M) prosesi, talaşlı işleme, birleştirme ve montaj gibi ikincil operasyonları çok az ya da hiç ihtiyaç duymadan, karmaşık parçaları üreten bir son şekle yakın imalat işlemidir. Fakat belirli geometrik unsurlar, boyutsal tamlık ve yüzey kalitesinin üretilmesindeki yetersizlikler, sıklıkla delme, tornalama ve vida açma gibi bazı talaş kaldırma işlemlerini zorunlu kılmaktadır. Ayrıca, dövme ve döküm malzemelerle karşılaştırıldığında, genellikle T/M malzemelerin zayıf işlenebilirliğe sahip olması ve işleme operasyonlarının parça maliyetini artırması dikkat çekmektedir. Bunun nedeni porozite, heterojen mikroyapı ve yüksek alaşım içeriğidir. T/M malzemelerin kullanımının artması sebebiyle, verimliliği arttırmak ve maliyetleri azaltmak için onların işlenebilirliğinin incelenmesi gittikçe önem kazanmıştır. Dövme ve dökme çelik parçaların işlenebilirliğini etkileyen; kesme parametreleri, kesici takım, takım tezgahı ve takım-işparçası tutturma sistemleri gibi birçok faktör, T/M malzemelerin işlenmesinde de göz önüne alınır. Bunun yanında partikül boyutu ve geometrisi, yoğunluk, sıkıştırma ve sinterleme değişkenleri gibi, T/M malzeme ve üretim süreci bileşenleri de T/M malzemelerin işlenebilirliğini etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı, diğer değişkenler sabit tutularak, yalnızca yoğunluk ve bakır oranının demir-esaslı T/M malzemelerin işlenebilirliğe etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, standart bir demir-bakır alaşımı (Fe-%0.6C-%2Cu) referans alınmış, buna bağlı olarak üç farklı yoğunluk ve dört farklı bakır oranında, 11 farklı karışımda T/M numuneler üretilmiştir. Numuneler tek etkili kalıpta, sırasıyla 210, 350 ve 700 MPa basınç altında, 6.0-6.5 ve 7.1 g/cm3 olmak üzere üç farklı yoğunlukta, ayrıca % 1-4 arasında değişen dört farklı bakır oranında üretilmiştir. Daha sonra elde edilen kompaktlar 1120 'C'da 20-30 dakika, endotermik atmosfer altında endüstriyel fırında sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numunelerin işlenebilirliği delme işlemiyle belirlenmiştir. İşlenebilirlik değerlendirmesi için, eksenel kesme (thrust) kuvveti, takım aşınması, yüzey pürüzlülüğü ve talaş şekli ölçülmüştür. Ayrıca işlenebilirlik numunelerinin mikrosertlik, çapraz kırılma mukavemeti belirlenip mikroyapı ve kırık yüzey incelemesi yapılmıştır. Sonuçlar; yoğunluğun ve bakır oranının artmasıyla işlenebilirliğin iyileştiğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: demir-esaslı toz metal malzemeler, talaşlı işlenebilirlik, yoğunluk, bakır oranı.
The Powder Metallurgy (P/M) process is a near-net shape manufacturing operation capable of producing complex parts with little or no need for secondary operations such as machining, joining and assembly. However, the inability to produce certain geometrical fetures, dimensional tolerance and surface integrity, frequently necessitates some machining operations, particularly as drilling, turning and tapping. Moreover, they are generally considered to have poor machinability and increase part-costs when compared with wrought or cast materials. This by reason of inherent porosity, heterogeneous microstructure and high content of alloying elements. Because of the increasing use of P/M materials to increase productivity and reduce costs, the study of their machinability had been become increasingly important.Many of the machining factors that influence the machinability of cast and wrought steels parts, such as machining parameters, tool concept, machine tools and fixture etc., are also considered in the machining P/M components. Further there are some P/M material and production process parameters, e.g., particle size and geometry, density, and compaction and sintering variables, that can also influence P/M material machinability. The aim of in this work is to determine that the density and copper ratio variations effect on machinability of ferrous P/M materials when other variations hold constant. For this purpose, a standart iron-copper alloys was considered as reference materials, then altogether eleven different mixture P/M samples that is three different density and four different copper ratio was product. Samples under 210, 350 and 700 MPa pressure in single-action die, respectively 6.0- 6.5 and 7.1 g/cm3 at different density, further between range% 1-4 varying copper ratios were produced. Then compacts were sintered at 1120'C for 20-30 minutes in an endothermic gas atmosphere using a industrial furnace. Machinability assessment for sintered samples was used drilling operation. For machinability assessment was measured thrust force, tool wear, surface roughness and chip shape. In addition microhardness, transverse rupture strength were measured for machinability samples and microstructure, selected fracture surface were investiagted. Results show that raising density and copper ratio were increase machinability. Keywords: ferrous powder metallurgy, machinability, density, copper ratio.