Akademik Veri Yönetim Sistemi
18th INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING & NATURAL SCIENCES, Girne, Kıbrıs (Kktc), 25 - 29 Kasım 2025, ss.1885-1893, (Tam Metin Bildiri)
Toz metalurjisi
(TM) ürünü sinter parçalar ve TM yöntemiyle üretilen metal matrisli kompozit
(MMKp) malzemeler havacılık, savunma sanayii ve otomotiv endüstrisinde yaygın
olarak kullanılan mühendislik ürünleridir. Bu malzemelerin üretiminde özgül
dayanımlarının yüksek olması sebebiyle Aluminyum alaşımı tozların da yaygın
kullanımı mevcuttur. TM parçaların üretiminde
genellikle ön alaşımlı Al esaslı tozlar tercih edilirken kısmen ön karışımlı
tozlarında kullanımı mevcuttur. Çünkü, TM ile alüminyum alaşımlarının üretimi,
elementel alüminyum tozu, alaşım katkı tozları ve yağlayıcı tozdan oluşan bir
toz ön karışımıyla başlar. Zira, alüminyum alaşımlarının mekanik özellikleri,
bazı alaşım elementlerinin mikro veya
makro ölçekte küçük ilaveleriyle geliştirilebilir. Ticari Alumix 123 tozunun üretimi ve piyasaya
arz sürecinde Al esaslı AlSiMg içerikli ön
alaşımlı metal tozları ile birlikte, %4,5Cu içeriği ile ön karışımlı toz olarak
hazırlanır. Bu durum ise, gerek
sinterleme veya gerekse sıcak presleme sürecinde Al%4,5Cu alaşımının homojen
dağılımlı sağlanmasında problemler oluşturabilir. Bu çalışmada, Ticari Alumix
123 tozunun 300, 400 ve 500 MPa sıkıştırma basınçlarında soğuk preslenmesi
sonrası 500, 570 ve 640 °C sıcaklıklarda bir
saat süre ile sinterlenmesi ile üretilen TM parçaların mikroyapısı ve özellikle
mekanik özellikleri incelenmiştir. Sinter
sıcaklıklarının üretilen TM malzemelerin sertliklerine etkileri belirlenmiştir.
ASTM B528-16(2020) standardına göre hazırlanan TM numunelere uygulanan
testlerle çapraz kırılma dayanımları (ÇKD) belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar
göstermiştir ki, artan sıkıştırma basıncı ve sinter sıcaklıkları ile birlikte
üretilen TM malzemelerin ham ve sinter yoğunlukları artarken sertlikleri de
artmaktadır. Bununla birlikte, yüksek sıkıştırma basınçlarında ve fakat düşük
sinterleme sıcaklıklarındaki TM malzemelerin ÇKD değerleri önemli ölçüde
düşmüştür. Ayrıca, 570 °C’de sinterlenen
fakat 300 MPa ile 500 MPa’da preslenmiş malzemelerin ÇKD değerlerinde belirgin
bir fark görülmemiştir. 640 °C’de sinterleme
sürecinde oluşan sıvı faz sebebiyle TM malzemelerde fiziksel deformasyon
meydana gelmiştir.
Anahtar kelimeler: Toz Metalurjisi, Alumix 123, Sinterleme
sıcaklığı, Sertlik, Çapraz Kırılma Dayanımı
Sintered parts
produced by powder metallurgy (PM) and metal matrix composite (MMCp) materials
produced by the PM method are widely used engineering products in the
aerospace, defense, and automotive industries. Aluminum alloy powders are also
widely used in the production of these materials due to their high specific
strength. While prealloyed Al-based powders are generally preferred in the
production of PM parts, premixed powders are also used to some extent. This is
because the production of aluminum alloys using PM begins with a powder premix
consisting of elemental aluminum powder, alloy additive powders, and lubricant
powder. The mechanical properties of aluminum alloys can be improved with small
additions of certain alloying elements at the micro or macro scale. During the
production and marketing of commercial Alumix 123 powder, it is prepared as a
premixed powder with a 4.5% Cu content, along with Al-based AlSiMg-containing
prealloyed metal powders. This can create problems in ensuring a homogeneous
distribution of the Al4.5% Cu alloy during both sintering and hot pressing. In
this study, the microstructure and especially the mechanical properties of PM
parts produced by cold pressing commercial Alumix 123 powder at compression
pressures of 300, 400 and 500 MPa and then sintering at temperatures of 500,
570 and 640 °C for one hour
were investigated. The effects of sinter temperatures on the hardness of the
produced TM materials were determined. Transverse rupture strength (TRS) was
determined by tests applied to PM samples prepared according to ASTM
B528-16(2020). The results obtained showed that with increasing compression
pressure and sinter temperatures, the green and sinter densities of the
produced PM materials increased, while their hardness also increased. However,
the TRS values of PM materials at high compression pressures but low
sintering temperatures decreased significantly. In addition, no significant
difference was observed in the TRS values of materials sintered at 570 °C but compressed at 300 MPa and 500
MPa. Physical deformation occurred in the PM materials due to the liquid phase
formed during the sintering process at 640°C.
Keywords: Powder
Metallurgy, Alumix 123, Sintering Temperature, Hardness, Transverse Rupture
Strength