Su soğutmalı döner disk atomizasyon yöntemiyle toz ve şerit üretiminde işlem parametrelerinin etkisi
Study of the effects of process parameters on production of powder and ribbon by water cooled rotating disc atomization
- Tez No: 106451
- Danışmanlar: PROF. FAZIL ARSLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Döner Disk Atomizasyonu, Hızlı Katılaştırma, Toz Üretimi, Şerit Üretimi. V, Rotating Disc Atomization, Powder Production, Rapid Solidification, Ribbon Production. VI
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 190
Özet
ÖZET Bu çalışmada yeni bir yöntemle çalışan su soğutmalı döner disk atomizörü tasarlanarak imal edildi. Diskin soğutulması atomizasyon yüzeyinin alt kısmından yapılmakta olup, soğutma suyu sıvı metal ve üretilen tozlarla temas etmemektedir. Atomizasyon diski geometrisi, hızı, çapı, kanatçık profili ve sayısı ile sıvı metal aşın ısıtma miktarı ve debisinin ortalama toz boyutu ve verime etkileri incelendi. Aynca, farklı metal özelliklerinin etkilerini araştırmak amacıyla saf kalay, kurşun, alüminyum ve çinko metalleri ile AA2014 alaşımı atomize edildi. Atomizasyon değişkenlerinin soğuma hızına etkilerini araştırmak için tane sınırlarının daha belirgin olarak görülebilmesi nedeniyle AA2014 alaşımı seçildi. Kanatçıklı disklerle hızlı katılaştınlmış toz üretilirken, kanatçıksız düz diskte genellikle hızlı katılaştınlmış şerit üretildi. Çalışmalarda paslanmaz çelik ve elektrolitik bakırdan, ters çanak şeklinde düz ve konik geometride kanatçıklı ve kanatçıksız olarak imal edilen 60 mm ve 80 mm çaplannda diskler kullanıldı. Kanatçıklı disklerden düz disklerin, konik disklerden daha iyi sonuç verdiği tespit edildi. Kanatçık sayısı 2 ile 6 arasında değiştirilerek yapılan atomizasyonda, kalayda 2, AA 2014 alaşımında ise 4 kanatçıklı disklerle daha iyi sonuç alındığı görüldü. Dikdörtgen, eşkenar üçgen ve ters üçgen kanatçık profillerinden ters üçgen profille toz üretimi açısından en iyi sonuç alındı. Üretilen tozlar genellikle düzensiz, yassı, ligamental şekilli olup, toz boyutu küçüldükçe yuvarlak veya küresel şekilli tozlann oranının arttığı gözlendi. Üretilen tozlann yüzeyleri genellikle düzgün olup, nispeten büyük boyutlu AA2014 alaşım tozlannda yüzeyde gözenekler, saf alüminyum tozlannın yüzeylerinde ise çekilme boşluklan oluştuğu tespit edildi. Değişik kanatçıklı disklerle yapılan atomizasyonda, ortalama toz boyutlan değişkenlere bağlı olarak kalay ve kurşunda 100 - 150 um, çinkoda 170 - 220 um, AA2014 alaşımı ve alüminyum tozlannda ise 350 - 400 um arasında bulundu. Kalay, kurşun ve çinko tozlannın iki modlu, AA2014 alaşımı ile alüminyum tozlannın ise tek modlu boyut dağılımı gösterdiği gözlendi. Aşın ısıtma miktannın artmasıyla AA 2014 alaşımında ortalama toz boyutu ve verimin azaldığı, kalayda ise artan aşın ısıtma ile (168 °C - 268 °C arası aşın ısıtmada) verim sürekli artarken, ortalama toz boyutunun önce azaldığı, fakat 218 °C'den sonra artmaya başladığı gözlendi. Artan disk hızı ve çapı ile, azalan sıvı metal debisi ile ortalama toz boyutunun azaldığı ve verimin arttığı belirlendi. Kanatçıksız düz disk ile üretilen AA2014 alaşımı şeritlerinin boyutlarının parametrelere bağlı olarak 25 - 200 um kalınlıkta, 2-12 mm genişlikte ve 30 - 80 mm boylannda olduğu görüldü. Hızlı katılaştırmada en önemli parametre olan şerit kalınlığının artan disk hızı, artan aşın ısıtma miktarı, azalan sıvı metal debisi ile azaldığı tespit edildi. Üretilen AA2014 alaşım tozlannın soğuma hızlanmn bakır diskte daha yüksek olduğu ve azalan aşın ısıtma miktarı, artan disk hızı, azalan soğutma suyu sıcaklığı ve azalan toz boyutu ile artmakta olup, 3,7x10s K/s - 1,01 x 106 K/s arasında olduğu tespit edildi. Şeritlerin soğuma hızlannın yine bakır diskte daha yüksek olduğu, artan disk hızı, azalan soğutma suyu sıcaklığı ve azalan şerit kalınlığı ile artarak 3,9xl05 K/s - 2,6xl06K/s arasında olduğu gözlendi.
Özet (Çeviri)
SUMMARY Study of the Effects of Process Parameters on Production of Powder and Ribbon by Water Cooled Rotating Disc Atomization In this study, an experimental centrifugal atomizer was designed and consructed. The apparatus has the principle of atomizing molten metal by pouring it on to the water cooled disc. Cooling of the disc was done from the opposite side and the cooling water was not in contact with liquid metal and the produced powders. Pure tin, lead, aluminium, zinc and aluminium alloy (AA2014) were used as raw materials to investigate the effects of parameters such as disc geometry, disc diameter, disc rotation velocity, super heat and flow rate of liquid metal on the mean diameter and yield rate of the powders. The effects of these parameters on cooling rate of produced AA2014 powders and ribbons were also investigated. The results showed that production of rapidly solidified powders and ribbons were possible using this method. The mean diameter of produced tin and lead powders were in the range of 100 - 150 um, and were 170 - 220 urn for zinc and 350 - 400 urn for aluminium and AA2014 alloy powders. The shape of produced powders was generally irregular, flaky, tear drop-like, rod-like and ligamental. The amount of spherical and rounded particles was increased with decreasing mean particle diameter. Disc diameters and rotation speeds were changed between 60 and 80 mm and 16.000 to 22.500 rpm respectively. Conical and flat type discs were used with rectangular, equilateral triangle and inverted triangle shaped fins. Flat type discs with inverted triangle shaped fins gave finer mean particle diameters and higher yield rates. Increasing disc rotation speed, decreasing liquid metal flow rate, increasing superheat resulted in finer mean powder particles and higher yield rate. Using a disc with two fins in the atomization of tin gave finer mean particle diameter and higher yield rates. Ribbons obtained by using flat disc were curved in shape. The dimensions of the ribbons were 25 - 200 urn thick, 2-12 mm width and 30 - 80 mm long depending on production parameters. The thickness of the ribbons was decreased with increasing superheat, increasing disc rotation speed and decreasing flow rate of the molten metal. Cooling rate of produced powders and ribbons were estimated through measuring cell sizes. The estimated cooling rate was in the range of 3,7xl03 - l,01xl06 K/s for AA2014 alloy powders depending on particle size, disc material and temperature of the cooling water. With the ribbons cooling rates were relatively higher than powders and were found between 3,9xl05 K/s and 2,6xl06 K/s.
Benzer Tezler
- Su jeti soğutmalı döner disk atomizasyonu yöntemiyle hızlı katılaştırılmış bronz alaşımı toz ve şeriti üretiminin incelenmesi
Investigation of producing rapidly solidified bronze powder and ribbon by water jet cooled rotating disc atomization
GÖNÜL USTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SULTAN ÖZTÜRK
- Hızlı katılaştırma yöntemi ile üretilmiş nikel-bakır (Monel 400) alaşımı tozların presleme ve sinterleme parametrelerinin incelenmesi
Investigation of pressing and sintering parameters of rapidly solidified nickel copper (Monel 400) alloys powders
FATİH ERDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SULTAN ÖZTÜRK
- Ship populsion bearings computer aided calculation and operation program for propulsion bearings
Gemi tahrik yatakları ve gemi tahrik yataklarını bilgisayar yardımıyla hesaplama ve işletme programı
LEVENT BALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN KEMAL SAĞ
- Farklı yüzey şartlandırma işlemleri uygulanmış fiberle güçlendirilmiş kompozit post ve kök kanal dentini arasındaki bağlanma dayanımının itme bağlanma dayanımı testi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the the bond strength between different surface treatments applied fiber reinforced composite post and root canal dentine wi̇th pust out test
TURAN SEKMEN
Doktora
Türkçe
2019
Diş HekimliğiAkdeniz ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER KIRMALI
- Son yikama solüsyonlarinin farkli içerikli kök kanal dolgu patlarinin bağlanma dayanimlarina ve dentin tübül penetrasyonlarina etkisi
The effect of final i̇rrigation on different root canal sealers bond strenght to dentin and penetration into dentinal tubules
CEREN FERİHA UZUNTAŞ