Nikel esaslı metal tozlarının enjeksiyon kalıplanabilmesi için bağlayıcı sisteminin geliştirilmesi ve sinterlenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Uğur Gökmen

Danışman: MEHMET TÜRKER

Özet:

Yapılan çalışmada, nikel esaslı süperalaşım INCONEL 625 tozu ve farklı bağlayıcı sistemleri kullanılarak hazırlanan besleme stoklarının toz enjeksiyon kalıplama işlemi için uygun reolojik özellikleri tespit edilmiş ve klasik iki farklı bağlayıcının yanı sıra özgün bir bağlayıcı kullanılarak INCONEL 625 tozunun kalıplanabilirliği incelenmiştir. İlk aşamada iki farklı bağlayıcı sistemi (Polietilen glikol/ polipropilen / stearik asit ve parafin wax/ carnauba wax/ polipropilen/ stearik asit) ile farklı oranlarda (hacimce %59-71) toz içeren besleme stokları hazırlanarak reolojik özellikler tespit edilmiştir. Reoloji sonuçlarına paralel olarak özgün bir bağlayıcı sistemi (Polietilen glikol/ parafin wax/ carnauba wax/ polipropilen/ stearik asit) geliştirilmiştir. İkinci aşamada geliştirilen bağlayıcı sistemi ile INCONEL 625 tozu karıştırılarak farklı oranlarda besleme stokları hazırlanmıştır ve kayma hızı, viskozite, akış davranış indeksi ve akış aktivasyon enerjileri belirlenmiştir. Bütün reoloji çalışmaları için, kılcal reometrenin sıcaklıkları 110-200oC arasında, basınç değerleri ise 0,165-2,069 MPa arasında değiştirilmiştir. Geliştirilen bağlayıcı sistemi ve INCONEL 625 tozu ile hazırlanan besleme stokları için ideal toz yükleme oranın %65 olduğu ve bu toz yükleme oranında en uygun akış davranışlarının 160-180oC aralığında olduğu tespit edilmiştir. INCONEL 625 (%65) ve yeni geliştirilen bağlayıcı sistemi (%35) karıştırılarak hazırlanan besleme stokları çekme numunesi olarak kalıplanmıştır. Kalıplama işlemi sonrası numuneler çözücü içerisinde (heptan) ve ısıl olarak bağlayıcı giderme işlemlerine tabi tutulmuştur. Bağlayıcı giderilmiş numuneler yüksek saflığa sahip argon atmosferinde 1250, 1270, 1290, 1300 ve 1310oC (1 saat) sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Maksimum teorik yoğunluğa (%98) 1290 ve 1300oC sıcaklıklarda yapılan işlemlerde ulaşılmıştır. Sinterleme işlemi sonrası çekme deneyleri yapılmıştır, çekme dayanımı ve % uzama değerleri tespit edilmiştir. Farklı sıcaklılarda sinterlenmiş numunelerde oluşabilecek fazları ve kafes parametrelerini tespit etmek amacıyla XRD analizleri yapılmıştır. SEM ve optik mikroskop kullanılarak sinterlenmiş numunelerin mikroyapısal değişimleri incelenmiştir. EDS yardımı ile element analizleri yapılmış ve yapısal farklılıklar incelenmiştir.