Alüminyum esaslı kompozitlerin üretimi ve işlenebilirliğinin incelenmesi
Machinability and production of aluminium alloy composites
Yazar: GÖKHAN SUR
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF ŞAHİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Metal matrisli kompozitler = Metal matrix composites ; Talaş kaldırma = Layer removal ; Vorteks yöntemi = Vortex method

Özet:
ALÜMİNYUM ESASLI KOMPOZİTLERİN ÜRETİMİ VE İŞLENEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) Gökhan SUR GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ocak 2002 ÖZET Bu çalışmada, Metal Matriksli Konıpozit (MMK) malzemelerin, ergimiş metal karıştırma metoduyla üretimlerinin gerçekleştirilebilmesi amacıyla bir fırın tasarımı ve MMK'lerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Alüminyum matriks alaşımına ağırlıkça %10 ve %20 oranlarında ve parçacık boyutu olarak ortalama; 29, 45 ve 110 (im boyutlarında SiC takviye elemanları ilave edilip, ergimiş sıvı metal karıştırma metodu ile karıştırılmış ve kalıp içerisindeyken soğuma esnasında hidrolik pres aracılığı ile basınç uygulanarak MMK' 1er üretilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen kompozitler mikroyapı incelemesi, yoğunluk, porozite, sertlik ve işlenebilirlik testlerine tabi tutulmuşlardır. Optik mikroskopta yapılan mikroyapı incelemelerinde, azalan takviye elemanı miktarı ve azalan takviye elemanı parçacık boyutlarının, kompozitin karışım homojenliğine ve porozite miktarına etkisinin yüksek olduğu saptanmıştır. Sertlik deney sonuçlarında da kompozitin sertliğinin, artan takviye elemanı miktarı ve azalan takviye elemanı parçacık boyutlarıyla arttığı tespit edilmiştir. Artan parçacık yüzdesel miktarı ile doğru orantılı olarak kompozitin yoğunluğunun da arttığı gözlenmiştir. Porozite oluşumunun, azalan yüzdesel parçacık miktarı ve uygulanan basınç ile minimize edilebildiği saptanmıştır.11 Buna ilaveten üretimi gerçekleştirilen konıpozitler bilgisayarlı sayısal denetimli (BSD) torna tezgahında, 20, 40, 60, 80 m/dak gibi farklı kesme hızlarında, 0.6 mm talaş derinliğinde ve 0.08, 0.12, 0.16 mm/dev ilerleme hızlarında, değişik özellikteki kesici takımlarla işlenebilirlik testlerine tabi tutulmuşlardır. Artan takviye elemanı miktarı ve artan takviye elemanı parçacık boyutları ile takım ömrünün azaldığı tespit edilmiştir. Ağırlıkça %10 içerikli kompozitlerin işlenmesinde, düşük kesme hızlarında Takım B, yüksek kesme hızlarında ise Takım D en iyi performansı gösterirken, Takım A ise en kötü aşınma dayanımını sergilemiştir. Yine artan kesme hızlarında da takım ömrünün dikkate değer bir şekilde azaldığı gözlenmiştir. Bunun dışında, metal matriksli kompozit malzemelerin işlenmesinde kesici takımlarda genellikle abrasiv aşınmanın, düşük kesme hızlarında ise talaş yapışmasının etkili olduğu gözlenmiştir. Bilim Kodu : 62512 Anahtar Kelimeler : Metal matriksli kompozit, kompozitlerin işlenebilirliği, vortex yöntemi, SiC, alüminyum matriks Sayfa Adedi : 148 Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Yusuf ŞAHİN

Abstract:
Ill MACHINABILITY AND PRODUCTION OF ALUMINIUM ALLOY COMPOSITES (M.Sc. Thesis) Gökhan SUR GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY January 2002 ABSTRACT In this work, an electrical furnace for production of metal matrix composites (MMCs) by molten metal mixing method has been designed and MMCs reinforced with SiCp have been produced. The MMCs containing of various particle sizes and 10 wt.% and 20 wt.% SiCp were prepared using vortex method under argon gas. In the production stage, the stirring was carried out with graphite impeller during the addition of particles. The slurry was poured into a die when the stirring was completed and MMCs were produced by applying hydraulic pressure. Optical microscopic examination, hardness, density and machinability studies were carried out on the composites. It was observed that there was reasonably uniform dispersion of SiC particles in the matrix alloy. The hardness of the composites increased with increasing particle contents and decreasing the particle sizes. The density of the composites increased linearly with increasing particle content and porosity level reduced with increasing reinforcement content and applying the pressure. Moreover, the composites produced were machined on a CNC lathe at 20, 40, 60, 80 m/min cutting speeds, 0.6 mm depth of cut and with 0.08, 0.12, 0.16 mm/rev feed rates using different cutting tools. The results showed that tool life decreased considerably with increasing particle size, reinforcement content and cuttingIV speed. Among cutting tools, Insert A showed good performance in machining of 10% wt. SiCp reinforced composites with Lower particle sizes. However, Insert B at lower cutting speed and Insert D at higher cutting speed indicated better performance in machining the small size particle reinforced composites. Furthermore it was observed that abrasive wear and built up-edge formation were the main mechanisms for the cutting tools when machining the MMCs. Science code Key words Page number Adviser : 62615 : Metal matrix composites, machinability of composites, vortex method, SiC, aluminium matrix : 148 : Assoc. Prof. Dr. Yusuf ŞAHİN