Su soğutmalı döner disk atomizasyonuyla üretilen AA 2014 alaşımı tozlarının soğuma hızına atomizasyon parametrelerinin etkisi
Bu çalışmada su soğutmalı kanatçıklı döner disk kullanılarak hızlı katılaştırılmış AA 2014 alaşım tozları üretildi. Disk malzemesi olarak bakır ve paslanmaz çelik kullanıldı ve soğutma suyu sıcaklıktan 0°C ve 18°C olarak alındı. Disk malzemesi, disk hızı, sıvı metal aşırı ısıtma miktarı ve soğutma suyu sıcaklığının üretilen tozların mikroyapı ve soğuma hızlarına etkileri incelendi. Üretilen tozların mikroyapıları hücresel olup, artan toz boyutuyla hücresel-dendritik yapıya dönüşmektedir. Bakır disk ve 0 °C soğutma suyu sıcaklığında üretilen tozların soğuma hızlarının daha yüksek olduğu ve 0°C'deki su ile soğutulan bakır disk kullanılarak üretilen 25 $mu m$ boyutundaki tozun soğuma hızı 1,01x$10^6$ K/s olurken, aynı disk ve toz boyutu için $mu m$'lik soğutma suyu sıcaklığında soğuma hızı 9,02x$10^5$ K/s olduğu tespit edildi. Paslanmaz çelik disk kullanılarak yapılan atomizasyonda 18°C'lik soğutma suyu sıcaklığında ve 25 $mu m$ toz boyutu için soğuma hızı 4,08x$10^5$ K/s olarak hesaplandı. Ayrıca, soğuma hızının artan aşırı ısıtma miktarıyla azaldığı ve artan disk dönme hızıyla arttığı gözlendi.
In this study, water cooled finned type rotating disc unit was used to produce rapidly solidified AA 2014 alloy powders. Copper and stainless steel were used as disc material and the temperature of the cooling water was 0°C and 18°C. Effect of the production parameters such as disc material, cooling water temperature, superheat of liquid metal and disc speed on the microstructure and the cooling rate of the powders have been investigated. Microstructure of the produced powders was cellular and changed to cellular-dendritic microstructure with increasing powder size. Cooling rate of the powders produced using copper disc and 0 °C cooling water temperature was higher than that of stainless steel and 18°C cooling water temperature. Cooling rate of $mu m$ size powder produced by copper disc was 1,01x$10^6$ K/s and 9,02x$10^5$ K/s for 0 °C and 18 °C cooling water temperatures respectively. With the stainless steel the cooling rate was 4,08x$10^5$ K/s for 18 °C cooling water temperature. Itwas also found that the cooling rate of the powders were increased with decreasing superheat of the liquid metal and increasing disc rotating speed.
___
1. Ray, R., Ultra Rapid Solidification Process, Metals Handbook, 9th ed., Vol.7, Ohio, 1984,47 - 512. Bozdoğan, R., Çiğdem, M., 7175 Aluminyum Alaşımının Hızlı Kaölaştınlması, Metal Dünyası, Sayı 53, Ekim (1997), 43- 51.
3. Grant, N.J., Powder and Particulate Production of Metallic Alloys, Advances in Powder Technology, ASM Materials Science Seminar, Ohio; 1981,1-21.
4. Hsu, S.C., Chakravotry, S., Mehrabian, R., Rapid Melting and Solidification of a Surface Layer, Metallurgical Transaction B, Vol. 9B, 1978, 221-229.
5. Shue, K.Y., Yeh, J.W., Liu,K.S., Centrifugal Atomization/ Substrate Quenching of Rapidly Solidified Particles, The International Journal of Powder Metallurgy, Vol. 31, No: 2, (1995), 145-152.
6. Patterson, R.J., Rotating Disc Atomization, Metals Handbook, 9th ed., Vol.7, Ohio, 1984, 45 - 47.
7. Jones, H., Developments in Aluminium Alloys by Solidification at Higher Cooling Rates, Aluminium, Vol. 54, (1978), 274- 281.
8. Abraham, T., The Emerging Market for Rapidly Solidified Materials, International Journal of Powder Metallurgy, Vol. 27, No: 2, (1991), 161-162.
9. Rabin, B.H., Wright, R.N., Flinn, J.E., TEM Observations on the Microstructure of an Atomized High-Purity Aluminium Powder, Journal of Materials Science Letters, (1989), 1408 - 1411.
10. Satoh, T., Okimoto, K., Gonda, M., Characteristics of Rapidly Solidified Al-Based Prealloy Powders Produced by Centrifugal Atomization Process, Proceedings of The Thirty-Seventh Japan Congress on Materials Research, Kyoto, March 1994,58-63.
11. Suryanarayana, C., Froes, S.F., Krishnamurthy, S., Kim, Y.W., Development of Ligth Alloys by Rapid Solidification Processing, The International Journal of Powder Metallurgy, Vol. 26, No: 2, (1990), 117-129.
12. Satoh, T., Okimoto, K., Nishida, S., Material of Rotating Disk in Centrifugal Atomization Method, Proceedings of 1993, Powder Metallurgy World Congress, 730 -733.
13. Doğan, C., Sarıtaş, S., Döner Disk Atomizasyon Yöntemiyle Kurşun Tozu Üretimi, 4. Ulusal Makine Tasarım ve İmalat Kongresi, Eylül 1990, Ankara, Bildiriler Kitabı, 307-316.
14. Shen, N., Chen, L., Zhang, D., Yuan, X., Tang, Y., Rotating Blades Melt Quenching: A Kinetic Analysis, Journal of Materials Processing Tecnology, (1999), 350-353.
15. Doğan, C., Sarıtaş, S., Metal Powder Production by Centrifugal Atomization, The International Journal of Powder Metallurgy, Vol. 3, No. 4, (1994), 419-427.
16. Angers, R., Tremblay, R., Desrosiers, L., Dube, D., Rotating Disk Coatings For Centrifugal Atomization of Aluminium and Magnesium Alloys, Canadian Metallurgical Quarterly. V 35, No: 3, 1996, 291-297.
17. Öztürk, S., Arslan, F., "Production of Rapidly Solidified Metal Powders by Water Cooled Rotating Disc Atomisation", Powder Metallurgy, 2001, Vol. 44, No. 2, p. 171.
18. Öztürk, S., Arslan, F., "Su Soğutmalı Döner Disk Atomizasyonu Yöntemiyle Metal Tozu Üretiminin İncelenmesi" Uluslararası Katılımlı 2. Toz Metalürji Konferansı, 15-17 Eylül 1999, ODTÜ, Ankara Bildiriler Kitabı ss. 529-535.
- ISSN: 1300-3402
- Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
- Başlangıç: 1957
- Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
Sayıdaki Diğer Makaleler
Sultan ÖZTÜRK, FAZLI ARSLAN, Bülent ÖZTÜRK
Toz metal çeliklerin yorulma özellikleri
Hidrojen depolama amacıyla magnezyum tozlarının öğütülmesinde katkı maddelerinin etkisi
Murat GÜVENDİREN, H. Emrah ÜNALAN, TAYFUR ÖZTÜRK
Titreşimli yatay atritör imalatı ve alumina öğütme davranışının incelenmesi
Doğaltaş kesiminde kullanılan elmas kesici takımların aşınma karakteristiği