Metal matrisli kompozitlerin direkt geri kazanım tozlarından T/M yöntemi ile üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production of metal matrix composites (MMCS) by P/M method from direct recycled powders and investigation of mechanical properties of MMCS
Yazar: RECEP ONUR UZUN
Danışman: DOÇ. DR. HÜLYA DURMUŞ
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Metal talaşları geleneksel olarak sıkıştırılıp elektrik ark fırınında eritildikten sonra sıvı döküm yöntemiyle geri kazanılmaktadır. Sıvı metalden geri dönüşüm sırasında birçok nedenle malzeme kaybı oluşmaktadır. Bu dönüşüme alternatif direkt geri dönüşüm yöntemiyle ise alüminyum alaşımı talaşlardan toz üretimi mekanik öğütücüler ile gerçekleştirilmektedir. Bu yöntemle, hurda talaşlar ergitme yapılmadan direkt olarak geri kazanılmakta, malzeme, enerji ve işçilikten büyük kazanç elde edilmektedir. 
Bu çalışmada, 7075 alüminyum alaşımı talaşlardan diskli öğütücüyle üretilen tozlar ile bu tozlardan direkt geri dönüşüm yöntemiyle üretilen T/M ve %10 SiC takviyeli kompozit parçaların mekanik özellikleri incelenmiştir. Öğütme parametreleri, 1000, 1200, 1400 ve 1500 d/dk öğütücü devir sayıları ile 2, 4, 6, 8, 10 ve 12 dk öğütme süreleridir. Talaşlar, ticari ve parafin etanol karışımı kesme sıvıları ile kanola yağı kullanılarak elde edilmiştir. Toz yüzeylerinde oluşan alüminyum oksit tabakasına parafinin etkisi XRD ve XPS analizleriyle incelenmiştir. Üretilen T/M ve kompozit parçaların yoğunluk, sertlik ve çapraz kırılma dayanımları belirlenmiştir. Kırılma yüzeylerine uygulanan SEM analizi ile mikro yapının mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. 
Sonuç olarak, mekanik öğütme yöntemiyle üretilen 7075 Al tozlar, yassı ve düzensiz şekillidir. Toz yüzeylerinde oluşan oksit tabakasının sınırlandırılmasıyla yüksek dayanım ve sertliğe sahip parçalar üretilebilir. Parafin, alüminyum alaşımı tozlarda oksit oluşumunu sınırlamaktadır. Optimum toz boyutlarına ulaşılması dayanım ve sertliği arttırmaktadır. Tozlar, yüksek basınç altında birbirlerine yeterli temas sağlayacak boyutlarda ve topaklanmayacak kadar ince taneli olmalıdır. Parafinli tozlardan üretilen parçalarda yoğunluk nispeten daha düşüktür. Parafin, parçalara ait yoğunluk, dayanım ve sertlikleri olumsuz etkilemektedir.

Abstract:
In conventional recycling method, metal chips are casted after pressing and melting in electric arc furnace. Material loss occurs during the recycling from liquid metal due to the several reasons. Direct recycling method which produces the aluminium powder from aluminium chips using mechanical mill can be an alternative to conventional recycling method. Thus material and energy losses, and labour cost will be reduced by direct recycling method without melting. 
In this study, 7075 aluminum alloy powders produced by disc mill from metal chips and mechanical properties of P/M and reinforced %10 SiC composites produced by direct recycling method from these powders are investigated. Milling parameters are 1000, 1200, 1400, 1500 rpm milling speeds and 2, 4, 6, 8, 10, 12 min milling times. The chips are obtained with commercial coolant, mixture of paraffin ethanol and canola oil. With XRD and XPS analysis, paraffin influence of aluminum oxide layer on powder surface was investigated. Density, hardness and rupture strength of composites was determined. With SEM analysis, influence of microstructure on mechanical properties was investigated. 
As a result, 7075 Al alloy powder produced by the mechanical milling method are flat and irregularly shaped. By delimitation of oxide layer on aluminum powder surface composites can be produced with high strength and hardness. Paraffin limits the oxides on aluminum alloy powder. Achieving optimum powder size increases strength and hardness. Powders should be in size of sufficient contact with each other on high pressure and fine grained not as agglomerating. Density of composites manufactured from paraffin powder is relatively low. Paraffin has a negative effect on density, strength and hardness of composites.