Halil ARIK, Görkem KIRMIZI, Pakize SEMERCİ

Sıcak Presleme ile Alüminyum Matrisli ve Al2O3 Takviyeli Toz Metal Kompozit Malzeme Üretimi ve Aşınma Davranışının Araştırılması

Bu çalışmada, ortalama toz tane boyutu 72,06 µm ve % 99 saflıkta atomize alüminyum tozu ile % 99,52 saflıkta ve 45 ?m altı boyutta % 15 Al2O3 tozu 2 saat süreyle yüksek enerjili atritörde karıştırılmıştır. Karıştırma sonrası toz tane boyutu ve morfolojisi incelenen karışım ve saf alüminyum tozlardan 30 mm çapta ve 6 mm kalınlıkta disk şeklinde toz metal kompozit numuneler üretilmiştir. Numuneler, karışım tozun ve alüminyum tozun tek yönlü eksenel kalıp içerisinde 200 MPa basınç altında, 550 °C sıcaklıkta ve 2 saat süreyle bekletilmesiyle elde edilmiştir. Üretilen toz metal alüminyum ve kompozit malzemelerin yoğunluk, sertlik ölçümleri ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Daha sonra ASTM G99-05' e uygun olarak üretilen ve hazırlanan aşınma test numuneleri üzerinde ball-on-disk yoluyla aşınma testleri yapılmıştır. Aşınma testlerinde TRIBOMETER T10/20 cihazı kullanılmıştır. Aşınma testleri sonrası aynı şartlar altında üretilen saf alüminyum ve Al2O3 takviyeli alüminyum matrisli toz metal kompozit malzemelerin aşınma değerleri karşılaştırılarak takviye elemanı olarak kullanılan Al2O3'nın kompozit malzemenin aşınma davranışı üzerine olan etkileri ortaya konmuştur. Elde edilen test sonuçlarına göre aynı şartlar altında üretilen ve test edilen alüminyum toz metal parçaya göre Al2O3 takviyeli toz metal kompozit malzeme % 62 daha sert iken aşınma testlerinde de daha iyi aşınma davranışı göstermiştir

Investigation of Wear Behavior of Aluminum Matrix Composite Reinforced by Al2O3 and Produced by Hot Pressing Process

In this study, Al powder produced by gas atomization technique has 72.06 µm average particle size and 99 % purity was mixed with as a reinforcement Al2O3 has 99.52% purity and 45 submicron particle size in a high energy ball mill for two hours. In order to obtain disk samples with 30 mm diameter and 6 mm thick mixed powders, after the characterization of particle size and morphology, were compacted in a single action press. Compaction process were carried out from mixed powders by hot pressing at 200 MPa pressure and 550 °C temperature for two hours. Then microstructural analysis, hardness and density measurements of powder metal composite parts were performed. After, the characterization of samples abrasion wear tests were performed according to ASTM-G99-05 by using TRIBOMETER T10/20 ball-on-disk abrasive wearing device. After the abrasive wear test of aluminum and composite powder metal parts produced under the identical test parameters, test results were compared and effect of Al2O3 on the wear properties of composite materials was exhibited. The test results showed that the composite parts have 62 % extra harness and better abrasion wear performance according to aluminum powder metal parts produced and tested under the identical conditions

PDF

___

Ch. Mohana Raoa, K. Mallikarjuna Raob, Abrasive Wear Behaviour of TiB2 Fabricated Aluminum 6061, International Conference on Processing of Materials, Minerals and Energy, Ongole, Andhra Pradesh, India 29-30 July 2016.
V. Daniel Jebin, D. Shivalingappa, J. Jenix Rino, Wear Behavior of Al6063-Alumina Metal Matrix Composite, International Journal of Science and Research, Cilt 2, 446-449, 2013.
G. Naveen Kumar, V. Mahidhar Reddy, Y.V. Mohana Reddy, and K. Hemachandra Reddy, Study of Abrasıve Wear Behavıor of AA6063/TiCp In-Sıtu Composıtes, International Journal of Mechanical Engineering and Technology, Cilt 8, Sayı 5, 42–52, 2017.
K.S. Sridhar Raja, V.K. Bupesh Raja, Effect of Boron Carbide Particle in Wear Characteristic of Cast Aluminium A356 Composite, Journal of Mechanical and Civil Engineering, 73-77, 2014.
O. Tambe, M. Thakkar, Improvement of Wear Resıstance Qualıty ın Alumınıum Metal Matrıx Composıte – A Revıew, International Journal of Scientific & Engineering Research, Cilt 8, 1417- 1421, 2017.
A. Mahamood Hassan, A. Alrashdan, M.T. Hayajneh, and A. Turki Mayyas, Wear Behaviour of AlMg-Cu Based Composites Containing SiC Particles, Trıbology International, Cilt 42, 1230-1238, 2009.
G. B. Veresh Kumar, C. S. P. Rao, N. Selvaraj, Studies on Mechanical and Dry Sliding Wear of Al6061-SiC Composites, Composites: Part B, Cilt 43, 1185-1191, 2012.
R.K. Singh, A. Telang, and S. Das, Hıgh Stress Abrasıve Wear Behavior of Aluminum Alloy and Composıte: A Revıew, Journal of Engineering and Applied Sciences, Cilt 10, 8025-8037, 2015.
S.C. Tjong, K.C. Lau, Properties and Abrasive Wear of TiB2/Al-4%Cu Composites Produced by Hot Isostatic Pressing, Composites Science and Technology, Cilt 59, 2005-2013, 1999.
T. Yıldız, A.K. Gür, Aşınma sistemleri, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları, 86-91, 2006.
F. Gül, M. İlivan, SiO2 Takviye Edilmiş Al Kompozitlerin Abrasiv Aşınma Davranışını Etkileyen Faktörlerin İstatistiksel Analizi, 4th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, Alanya/Antalya, 1799-1809, 2016.
H. Kurt, H. Arık, C. Bağcı, Abrasive Wear, Structure, and Mechanical Aspects of Al-Al2O3 Composites Fabricated Using Various Mixing Media During P/M Routes, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, Cilt 55, 23-36, 2016.
H. Arık, Y. Özçatalbaş, M. Türker, Dry Sliding Wear Behavior of İn Situ Al-Al4C3 MMC Produced by Mechanical Alloying Technique, Materials & Design, Cilt 27, 799-804, 2006.
H. Arik, Production and Characterization of in Situ Al4C3 Reinforced Aluminum-Based Composite Produced by Mechanical Alloying Technique, Materials & Design, Cilt 25, 31-40, 2005.
E. Nas, H. Gökkaya, G. Sur, Sıcak Presleme Yöntemi Kulanılarak Kompozit Malzemelerin Üretilebilirliği Üzerine Bir Değerlendirme”, Karaelmas Üniv. Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt 3, 56-65, 2013.
M. Önal, M. Gavgalı, In -Sıtu Alüminyum Metal Matrisli Kompozitler ve Sıcak Presleme ile Üretimleri, Ordu Üniv. Bil. Tek. Derg., Cilt 5, 63-73, 2015.
K. Theeratatpong, S. Danchaıvıjıta, and Y. Boonyongmaneeratb, Comparison of ball-on-disc and Taber wear tests in assessing wear performanceof electrolessly-deposited alloys, Journal of Metals, Materials and Minerals, Vol.23, 75-79, 2013.