BN katkılı atık talaş CuSn10 matrisinde B4C takviyesinin mikroyapı ve sertlik üzerine etkisi
Effect of B4C reinforcement on microstructure and hardness properties in waste chip CuSn10 matrix with BN
Yazar: EMRE ÜNAL
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN GÖKMEŞE
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son 50 yıl içerisinde, yatak ve dişli elemanlarının imalatında takip edilemez hızda ilerleyen teknolojik gelişmeler, metal matrisli kompozitlere olan ilginin artmasına neden olmuştur. Kompozit malzemelerin üstün mekanik özelliklere sahip olması sebebiyle bu alanda yapılan çalışmalar ilgi görmektedir. Bu sistemlerde çalışan yataklar genellikle zor şartlar altında görev yapabilecek özelliklerde tasarlanmaktadırlar. Büyük bir çoğunluğu metalik malzemelerden (Bronz ve Tungsten vb.) çok az bir kısma da polimer ve seramiklerden seçilen kaymalı yatak elemanların seçiminde maruz kalınacak yük, devir, sıcaklık, nem, korozif ortam gibi birçok önemli parametre dikkat alınmak zorundadır. Bu seçimde malzeme ve üretim maliyetleri de oldukça önemlidir. Gelişen teknoloji ile birlikte artan malzeme ve enerji ihtiyaçları çok daha yüksek nitelikli, bilhassa hem malzeme ve üretim maliyeti açısından hemde kullanım şartlarında sahip olduğu yüksek tribolojik özellikler ile yüksek enerji verimliğine sahip kaymalı yatak malzemelerin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Bütün bunları göz önüne alarak bu çalışmada, endüstride alanında geri dönüşüm işlemi çoğunlukla ergitilerek yapılan CuSn10 talaşları oda sıcaklığında ve yüksek basınç altında (800Mpa) bor nitrür katı yağlayıcılı takviye malzemesi olarak B4C ile sıkıştırılıp, sinterleme yöntemi ile metal matrisli kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan matris elamanı endüstriyel olarak atık talaş şeklinde temin edilmiştir. Belirli oranlarda (ağırlıkça %5, %10, %15 ) B4C  toz içeriği ile birlikte hazırlanan matris/takviye toz karışımları mekanik karıştırma ve öğütme işlemine tabii tutulmuştur. Bu işlem sonrası hazırlanan toz karışımları kullanılarak toz metal parça üretim işlemine geçilmiştir. Bu amaç için toz karışımları sırasıyla presleme, sinterleme ve yoğunluk ölçüm işlemlerinden geçirilmiştir. Daha sonra toz metal parçaların, mikro yapısal karakterizasyonunu takiben sertlik değeri üzerindeki etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
In the last 50 years, technological advances in the manufacture of bearing and gear elements have led to an increased interest in metal matrix composites. Due to the superior mechanical properties of composite materials, studies in this field are interesting. Bearings operating in these systems are generally designed to operate under heavy conditions. Many important parameters such as load, speed, temperature, humidity, corrosive environment should be considered in the selection of plain bearing elements made of most metallic materials (Bronze and Tungsten etc.) as well as polymer, ceramic materials. Material and production costs are also very important in this selection. Increasing material and energy requirements with the developing technology necessitated the development of high quality plain bearing materials, especially in terms of material and production costs, and high energy efficiency with their high tribological properties in terms of usage Considering all these, in this study, CuSn10 chips, which are mostly recycled in the industry by melting, were compressed with B4C as reinforcement material and boron nitride solid lubricant at room temperature and under high pressure (800Mpa) , and metal matrix composite material was produced as a result of the application of sintering method. The matrix element used in the study was supplied industrially in the form of waste sawdust. Matrix/reinforcement powder mixtures prepared with B4C powder content in certain proportions (weightly %5, %10, %15) were subjected to mechanical mixing and grinding. After this process, the powder metal part production process was started by using the powder mixtures prepared. For this purpose, powder mixtures were subjected to pressing, sintering and density measurement processes, respectively. Then, the effects of powder metal parts on hardness value were investigated following microstructural characterization.