Effect of Zinc Stearate and Pre-Compaction Pressure on Sintering of Alumix123 Powder

Abstract

Toz metalurjisi yönteminde (TM) kullanılan yağlayıcılar, metal tozların sıkıştırılabilirliğini, akıcılığını, görünür, ham ve sinter parçların yoğunluğunu ve mukavemetlerini önemli miktarda etkilemektedir. Bu çalışmada, ön karışımlı Alumix 123 tozuna ilave edilen ağırlıkça % 1,5 çinko stearat (ZnSt) yağlayıcı katkılı karışım tozun sıcak preslenmesi ile toz metal (T/M) malzemeler üretilmiştir. Yağlayıcı katkılı ön karışımlı Alumix 123 tozlar, üç boyutlu karıştırma cihazında 40 dakika süreyle karıştırılmış ve 100, 300 ve 500 MPa basınçlarda ön sıkıştırma gerçekleştirilmiştir. Daha sonra 300-450 °C arasında kalıp sıcaklığı 50 °C artırılıp 15 dakika sürelerle bekletilerek toplam 1 saat yağlayıcı giderme işlemi yapılmıştır. Devamında, 540 °C sıcaklıkta 50 MPa basınç altında 30 dakika süreyle sıcak presleme aktif sinterleme işlemi uygulanmıştır. Yağlayıcı katkısız ön karışımlı Alumix 123 tozlarına da karıştırma süreci hariç aynı işlemler uygulanmıştır. Üretilen T/M malzemelere ötektik sıcaklık değişimli (548C10C) difüzyon tavlaması (DT) uygulanmıştır. T/M malzemelerin Arşimed prensibine göre yoğunluk ölçümleri ve sertlik ölçümleri yapılmıştır. Aynı zamanda üretilen bu parçaların metalografik inceleme yapılarak optik mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskop (SEM/XRF) ve X-Işınları Kırınımı (XRD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Yağlayıcısız T/M malzemelerde ön sıkıştırma basıncının artması, gözenek yoğunluğunu azaltarak bağıl yoğunluğu artırmıştır. Ancak yağlayıcı içeren numunelerde artan ön sıkıştırma basıncıyla azalan yağlayıcı giderme etkisi, T/M malzemelerde gözenek miktarını artırarak bağıl yoğunluğu düşürmüştür. Yağlayıcısız üretilen numunelerin yoğunlukları, sertlikleri ve alaşımlanma oranının yağlayıcılı malzemelerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir.