Ti-6Al-4V parçaların toz enjeksiyon kalıplama metodu ile üretilmesi
Production of Ti-6Al-4V parts by powder injection molding method
Yazar: ENGİN ERGÜL
Danışman: DOÇ. DR. VOLKAN GÜNAY ; YRD. DOÇ. DR. H. ÖZKAN GÜLSOY
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Karakterizasyon = Characterization ; Sinterleme = Sintering ; Titanyum alaşımları = Titanium alloys ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Bu çalışmada; toz enjeksiyon kalıplama metodu kullanılarak Ti-6Al-4Vparçaların üretimi gerçekleştirilmiştir. Başlangıç aşamasında kullanılan tozmalzemelerin ortalama partikül boyutları ve genel görünümleri tespit edilerek,başlangıç tozları karakterize edilmiştir. Ti-6Al-4V tozları ile bağlayıcılar Turbula tipikarıştırıcıda 85 dev/dak hızında 8 saat karıştırılmıştır. Elde edilen toz karışımları,karıştırıcıda 175°C'de 75 dev/dak hızında 60 dak. bağlayıcılarla birliktekarıştırılmıştır. Kullanılan bağlayıcılar polimerik esaslı bağlayıcılar olup, %69parafin, %10 carnauba mum, %20 polipropilen ve %1 stearik asitten oluşmaktadır.Toz-bağlayıcı karışımları hacimce %67,5 toz ve %32,5 bağlayıcıdan oluşmaktadır.Toz-bağlayıcı karışımları homojen olarak karıştırıldıktan sonra 8-10mm boyutlarındaelde granül haline getirilmiştir. Granül haldeki karışım enjeksiyon kalıplamacihazında 175°C'de ve 12,5 MPa basınçta kalıplanmıştır. Kalıplanan numunelerMPIF standartlarına göre dizayn edilmiş olan çekme numuneleri şeklindedir.Kalıplanmış numuneler vakum altında ısıl bağlayıcı giderme işlemine tabitutulmuştur. Bağlayıcı giderme işlemi sonrasında tüm numuneler vakum ortamında,farklı süre ve sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Sinterleme sıcaklıklarına ve sinterlemesürelerine bağlı olarak mekanik özelliklerin değiştiği gözlemlenmiştir.Maksimum mekanik özellikler 1275°C'de 10 saat sinterlenmiş numunelerde%99 teorik yoğunluk, 704 MPa çekme mukavemeti, %6,37 uzama ve 38,6 HRCsertlik değerleri elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, Ti-6Al-4V parts were produced by powder injection molding.Powder materials used in the experiments were characterized by determination ofmean particle size and morphologies. Ti-6Al-4V and lubricant powder were mixedfor 8 hours at a speed 85 rpm in a Turbula type mixer. The resultant powder blendswere mixed together with binders for 60 minute at a speed of 75 rpm under 175°C ina special mixer. These polymer based binders are comprised of 69% paraffin wax,10% carnauba wax, 21% polypropylene and 1% stearic acid. Powder-binder blendsare comprised of 67,5% powder and 32,5% binder in volume. The powder-binderblends were manually granulated at a size of 8-10mm after homogeneous mixing.The granulated blend was molded at 175°C under with a 12,5 MPa pressure in aspecial injection molding equipment. The molded samples have the shape of tensiletest samples which were designed according to MPIF standards. The resultantsamples were subjected to a thermal binder removal operation under the vacuum.After the binder removal operation, all samples were sintered under differentduration and temperatures in vacuum. Depending on sintering temperatures andsintering time the changes in the mechanical properties were observed.Ti-6Al-4V alloy parts had a theoretical density of 99%, tensile strength of704 MPa, an extension of 6,37%, and a hardness value of 38,6 HRC for 1275°C and10 hours.