Metal enjeksiyon kalıplama ile gözenekli metal üretimi
Manufacturing of cellular metals via metal injection molding
Yazar: SEDAT İHVAN
Danışman: PROF. DR. YILMAZ TAPTIK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Metal enjeksiyon kalıplamayla gözenekli metal üretimi, son yıllarda üzerine yoğunlaşılan ?toz metalurjisiyle metal köpüğü üretme?nin bir yöntemidir. Metal Enjeksiyon Kalıplama (MEK), endüstride seri üretimdeki hızı, düşük üretim maliyeti, karmaşık şekilli parça üretimine olanak tanıması ve hassas boyut toleranslarını yakalayabilmesi gibi özellikleriyle önemli bir yere sahiptir. Ne var ki, alüminyum metali ve alaşımlarının enjeksiyon kalıplama ile üretimine veya konu ile ilgili araştırmalara pek rastlanmamaktadır.Metal köpükleri yüksek rijitlik-yoğunluk oranı, yüksek enerji absorbsiyonu ve ısı, ses yalıtımı gibi birkaç özelliği bünyesinde barındıran ?multi-fonksiyonel? yapıları sayesinde gelecek vaat eden makro-poroziteli malzemelerdir. Bu malzemeler özellikle son 10-15 yılda daha yoğun olarak araştırılmış ve maliyetlerin düşürülmesi ve köpükleşmeyle ilgili önemli gelişmeler sağlanmıştır. Fakat özellikle alüminyum ve alüminyum alaşımlarıyla yapılan köpüklere olan ilgi yoğunlaşmıştır.Metal köpüklerini üretmenin bir yolu toz metalurjisidir. Bu yöntemde, metal tozlarıyla köpükleştirici malzeme karıştırılıp kompaktlandıktan sonra kompakt, metalin en az ergime noktasına kadar ısıtılarak köpükleştirilir. Burada kompakt yoğunluğu, metalin ergime noktası ve köpükleştiricinin bozunma noktası önem taşımaktadır.Çalışmada, alüminyum ve titanyum hidrür tozları uygun bağlayıcılarla optimum hacim oranında karıştırılmış ve MEK ile kompaktlanmış, ardından parçalarda hata oluşumuna neden olmayan bağlayıcı uçurma işlemlerinden sonra kompaktın gözenek oluşturması denenmiştir.Çalışmanın amacı alüminyum tozlarını MEK ile kompaktlarken uygun bağlayıcı bileşimlerini, katı yüklemeyi ve bağlayıcı giderme yöntemini tayin edip gözenekli bir yapı oluşturmaktır.

Abstract:
Metal injection molding (MIM), is a process of making cellular metals via powder metallurgy which attention has been paid in recent years. MIM has a considerable importance in industry with its low cost, high production rate, capability of producing complex parts and ability to achieve close tolerances. However, injection molding of aluminium and aluminium alloy compacts are far less investgated and produced.Metal foams are promising functional materials with macro-porosity that have high rigidity-density ratio, high energy, sound and thermal absorbtion capability. These materials are researched intensively in the last 10-15 years and some significant developments are achieved related foaming and reducing costs. However, the major attention is given into aluminum and aluminum alloy foams.One way to produce metal foams is the powder metallurgy. In this method, metal powders and blowing agents are mixed and compacted to produce precursors, then heated up to the metal?s melting point for foaming. The most critical issue about foaming is the stability. Foam has to keep its hight, shape, density and cell volume until solidification and not to collapse. Here, compact density, degradation temperature of titanium hydride and melting point of aluminium are important points.In this work, aluminum and titanium hydride powders are compacted via MIM with selected binders and determined solid loading and foamed after a debinding route for defect-free parts.The aim of this work is to determine the appropriate binder composition, solid loading and debinding technique for successful injection molding of aluminum and to produce a porous material.