Toz enjeksiyon kalıplama yöntemi ile paslanmaz çelik (316 L) malzemenin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of stainless steel (316 L) material through powder injection moulding and investigation of its properties
Yazar: MEHMET ARSLAN
Danışman: Y.DOÇ.DR. YUNUS TÜREN
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
ÖZETBilim Uzmanlığı TeziTOZ ENJEKS YON KALIPLAMA YÖNTEM LE PASLANMAZ ÇEL K (316L)MALZEMEN N ÜRET M VE ÖZELL KLER N N NCELENMESMehmet ARSLANZonguldak Karaelmas ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMetal Eğitimi Anabilim DalıTez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Yunus TÜRENŞubat 2007, 103 sayfaBu çalışmada, metal esaslı malzemelerin (316L paslanmaz çelik) toz enjeksiyon kalıplama(TEK) yöntemiyle üretimi ve üretim parametrelerinin mikroyapı, sertlik ve yoğunluğaetkileri incelenmiştir. Malzeme üretiminde iki farklı kalıplama (hidrolik ve gaz basınç)sistemi kullanılmıştır. Üretimde, metal toz/bağlayıcı hacim oranı, kalıplama basıncı,bağlayıcı çözündürme süresi, sinterleme sıcaklığı ve süresi gibi işlem parametreleriarasındaki bağıntılar araştırılmıştır.Araştırmada 45 Âµm ortalama çapa sahip su atomize 316L paslanmaz çelik tozu vebağlayıcı olarak suda çözünen polietilen glikol (PEG) ile polimetilmetakrilat (PMMA)karışımı kullanılmıştır. Toz hacim oranı % 50, 52 ve 54 olarak kullanılırken uygulananbasınç 20, 30 ve 40 bar olarak seçilmiştir. Bağlayıcı (PEG) çözündürme 60 ºC saf suiçerisinde 2, 4, 6 ve 8 saat, uygulanan sinterleme sıcaklıkları ise 1250, 1300 ve 1350 ºC vesinterleme süresi 1, 2 ve 4 saat olarak belirlenmiştir.iiiÖZET (devam ediyor)Deneysel sonuçlardan gaz basınç sisteminin hidrolik basınç sistemine göre daha avantajlıolduğu tespit edilmiştir. Deneysel sonuçlar, mikroyapı ve sertlik üzerinde en fazla etkiyekatı hacim oranının ve sinterleme sıcaklığının sahip olduğunu göstermiştir. Üretimdepresleme basıncının artmasıyla bağlayıcı (PEG) çözünmesinde azalma olduğu ve 20 barbasınçta bağlayıcının (PEG) 6 saatte çözündüğü gözlenmiştir. Toz katı hacim oranının %50'den % 54'e çıkarılmasıyla yoğunluğun ve sertliğin azaldığı tespit edilmiştir. Sinterlemesıcaklığı artışıyla sertlik ve yoğunluğun arttığı gözlenmiştir. Bu çalışmada, 45Âµm suatomize 316L paslanmaz çelik toz için gaz basınç sisteminde 20 bar basınç, % 50 katıhacim oranı, 1350 ºC sinterleme sıcaklığı ve 2 saat sinterleme süresinin optimumparametreler olduğu tespit edilmiştir.Anahtar Sözcükler: Toz enjeksiyon kalıplama, PEG, katı hacim oranı, PMMA, 316L tozuBilim Kodu : 626.17.01iv

Abstract:
ABSTRACTM.Sc. ThesisPRODUCTION OF STAINLESS STEEL (316L) MATERIAL THROUGHPOWDER INJECTION MOULDING AND INVESTIGATION OF ITSPROPERTIESMehmet ARSLANZonguldak Karaelmas UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of MetallurgyThesis Advisor: Assistant Prof. Dr. Yunus TÜRENFebruary 2007, 103 pagesIn this study, effect of production parameters of powder injection moulding onmicrostructure, hardness and density of metal base materials (316L stainless steel) hasbeen investigated by using powder injection moulding method. Two different mouldingsystems namely hydraulic and piston pressure were used to produce materials. Thematerials have been investigated in the frame of the relationships between appliedmoulding pressure, ratio of powder/binder, binder leacing time, sintering temperature.In the experiments, Metal powders (316 L stainless steel) having 45 Âµm mean diameterwas used, whereas mixture of water soluble polyetilen glicol (PEG) andpolymetilmetacrylat (PMMA) were used as binders. The ratios of powder in feedstockwere 50, 52 and 54 wt % while the applied pressures were 20, 30 and 40 bar. BinderLeacing in distiled water was carried out at 60 ºC for 2,4,6 and 8 hours while the sinteringtemperatures were choosen as 1250, 1300 and 1350 ºC for 1, 2 and 4 hours.vABSTRACT (continued)Experimental work showed that the gas pressure system was observed to be more effectivethan hydrlic pressure system for each parameters used. Experimental results also showedthat the powder ratio in the feed stock and sintering temperature had the most significanteffect on hardness and microstructure. The binder leacing time has been decreased withincreasing moulding pressure. Increasing hardness and density of materials were achiewedwith increasing metal powder ratio from 50 % to 54 %. The increasing in hardness anddensity were also observed by increasing sintering temperature. The optimum conditionsfor injection of 316L stainles steel powders were determined as 20 bar applied pressure, 50% metal powder ratio, 1350 ºC sintering temperature and 2 hours sintering time.Key Words : Powder injection moulding, PEG, PMMA, 316L powder, rate solid volumeScience Code : 626.17.01vi