Demir esaslı toz metal malzemelerin talaşlı işlenebilirliği
Machinability of ferrous-based powder metal parts
Yazar: NİHAT YILMAZ
Danışman: PROF. REMZİ VAROL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
ÖZETDoktora TeziDEM R ESASLI TOZ METAL MALZEMELER N TALAŞLIŞLENEB L RL ĞNihat YILMAZSüleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri EnstitüsüMakina Mühendisliği Anabilim DalıJüri: Prof. Dr. Ulvi ŞekerProf. Dr. Remzi VAROL (Danışman)Prof. Dr. Mustafa BAYHANProf. Dr. Cahit KURBANOĞLUProf. Dr. Ali Kemal YAKUTToz Metalürjisi (T/M) prosesi, talaşlı işleme, birleştirme ve montaj gibi ikincil operasyonlarıçok az ya da hiç ihtiyaç duymadan, karmaşık parçaları üreten bir son şekle yakın imalatişlemidir. Fakat belirli geometrik unsurlar, boyutsal tamlık ve yüzey kalitesininüretilmesindeki yetersizlikler, sıklıkla delme, tornalama ve vida açma gibi bazı talaşkaldırma işlemlerini zorunlu kılmaktadır. Ayrıca, dövme ve döküm malzemelerlekarşılaştırıldığında, genellikle T/M malzemelerin zayıf işlenebilirliğe sahip olması ve işlemeoperasyonlarının parça maliyetini artırması dikkat çekmektedir. Bunun nedeni porozite,heterojen mikroyapı ve yüksek alaşım içeriğidir. T/M malzemelerin kullanımının artmasısebebiyle, verimliliği arttırmak ve maliyetleri azaltmak için onların işlenebilirliğininincelenmesi gittikçe önem kazanmıştır. Dövme ve dökme çelik parçaların işlenebilirliğinietkileyen; kesme parametreleri, kesici takım, takım tezgahı ve takım-işparçası tutturmasistemleri gibi birçok faktör, T/M malzemelerin işlenmesinde de göz önüne alınır. Bununyanında partikül boyutu ve geometrisi, yoğunluk, sıkıştırma ve sinterleme değişkenleri gibi,T/M malzeme ve üretim süreci bileşenleri de T/M malzemelerin işlenebilirliğinietkilemektedir.Bu çalışmanın amacı, diğer değişkenler sabit tutularak, yalnızca yoğunluk ve bakır oranınındemir-esaslı T/M malzemelerin işlenebilirliğe etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, standart birdemir-bakır alaşımı (Fe-%0.6C-%2Cu) referans alınmış, buna bağlı olarak üç farklıyoğunluk ve dört farklı bakır oranında, 11 farklı karışımda T/M numuneler üretilmiştir.Numuneler tek etkili kalıpta, sırasıyla 210, 350 ve 700 MPa basınç altında, 6.0-6.5 ve 7.1g/cm3 olmak üzere üç farklı yoğunlukta, ayrıca % 1-4 arasında değişen dört farklı bakıroranında üretilmiştir. Daha sonra elde edilen kompaktlar 1120 ºC'da 20-30 dakika,endotermik atmosfer altında endüstriyel fırında sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numunelerinişlenebilirliği delme işlemiyle belirlenmiştir. şlenebilirlik değerlendirmesi için, eksenelkesme (thrust) kuvveti, takım aşınması, yüzey pürüzlülüğü ve talaş şekli ölçülmüştür. Ayrıcaişlenebilirlik numunelerinin mikrosertlik, çapraz kırılma mukavemeti belirlenip mikroyapı vekırık yüzey incelemesi yapılmıştır. Sonuçlar; yoğunluğun ve bakır oranının artmasıylaişlenebilirliğin iyileştiğini göstermiştir.

Abstract:
ABSTRACTPh.D. ThesisMACHINABILITY OF FERROUS POWDER METALLURGY MATERIALSNihat YILMAZSüleyman Demirel University Graduate School of Applied and Natural SciencesDepartment of Mechanical EngineeringThesis Committee: Prof. Dr. Ulvi ŞekerProf. Dr. Remzi VAROL (Supervisor)Prof. Dr. Mustafa BAYHANProf. Dr. Cahit KURBANOĞLUProf. Dr. Ali Kemal YAKUTThe Powder Metallurgy (P/M) process is a near-net shape manufacturing operation capableof producing complex parts with little or no need for secondary operations such asmachining, joining and assembly. However, the inability to produce certain geometricalfetures, dimensional tolerance and surface integrity, frequently necessitates some machiningoperations, particularly as drilling, turning and tapping. Moreover, they are generallyconsidered to have poor machinability and increase part-costs when compared with wroughtor cast materials. This by reason of inherent porosity, heterogeneous microstructure and highcontent of alloying elements. Because of the increasing use of P/M materials to increaseproductivity and reduce costs, the study of their machinability had been become increasinglyimportant.Many of the machining factors that influence the machinability of cast andwrought steels parts, such as machining parameters, tool concept, machine tools and fixtureetc., are also considered in the machining P/M components. Further there are some P/Mmaterial and production process parameters, e.g., particle size and geometry, density, andcompaction and sintering variables, that can also influence P/M material machinability.The aim of in this work is to determine that the density and copper ratio variations effect onmachinability of ferrous P/M materials when other variations hold constant. For this purpose,a standart iron-copper alloys was considered as reference materials, then altogether elevendifferent mixture P/M samples that is three different density and four different copper ratiowas product. Samples under 210, 350 and 700 MPa pressure in single-action die,respectively 6.0- 6.5 and 7.1 g/cm3 at different density, further between range% 1-4 varyingcopper ratios were produced. Then compacts were sintered at 1120ºC for 20-30 minutes inan endothermic gas atmosphere using a industrial furnace. Machinability assessment forsintered samples was used drilling operation. For machinability assessment was measuredthrust force, tool wear, surface roughness and chip shape. In addition microhardness,transverse rupture strength were measured for machinability samples and microstructure,selected fracture surface were investiagted. Results show that raising density and copperratio were increase machinability.Key Words: ferrous powder metallurgy, machinability, density, copper ratio,2006, 251 pages