Toz metal parçaların indüksiyonla sinterleme prosesinin deneysel ve teorik olarak modellenmesi
Experimental and theoretical modeling of induction sintering process of powder metal parts
- Tez No: 346326
- Danışmanlar: PROF. DR. ENVER ATİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Toz Metalurjisi, İndüksiyon ile Sinterleme, Görüntü İşleme Analizi, Powder Metallurgy, Induction Sintering, Image Processing Analysis
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Bu tez çalışmasında, demir esaslı toz metal parçaların indüksiyonla sinterleme işlemi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında %3 Cu, % 0,5 Grafit ve yağlayıcı olarak %0,8 Kenolube içeren Högenas ASC 100.29 demir tozu kullanılmıştır. Ön ısıtma, sinterleme süresi, konveyör bant hızı ve kademeli soğumanın, indüksiyonla sinterlemeye etkileri ve bu sinterleme parametrelerinin numunelerin mekanik özelliklerine etkileri deneysel ve nümerik olarak araştırılmıştır. Toz metal malzemelerin iç yapılarındaki gözenekliliğe bağlı mikro-mekanik özelliklerinin deneysel olarak saptanması oldukça güçtür. Bu özellikleri araştırmak amacıyla numunelerin SEM BEC modundaki iç yapı fotoğrafları görüntü işleme yöntemi kullanılarak gerçek mikro yapı görüntülerinin nümerik analizleri yapılmıştır. Toz metallerin sinterleme parametrelerinin değişimi mikro yapıyı ve dolayısıyla mekanik ve mikro mekanik özelliklerini oldukça etkilediği görülmüştür. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, endüstriyel toz metal parçalarda, indüksiyonla sinterlemede kontrollü iç yapı oluşumu sağlanarak üstün mekanik ve fiziksel özelliklerin elde edilebileceği görülmüştür. İndüksiyonla sinterlemede malzemeler üzerindeki ısı kontrolü oldukça güçtür. Çalışmada, indüksiyonla ayarlanabilir düşük-orta (2,5-5 kHz) frekansta ön ısıtma işlemi denenmiştir. Bununla birlikte, indüksiyonla ısıtma işlemi nümerik olarak modellenerek numuneler içerisinde oluşan ısı dağılım grafikleri çıkarılarak, deneysel verilerle aktarılmış en doğru sonuçlar elde edilmeye çalışılmıştır. İndüksiyonla sinterlenen numunelere; 10 Amper akım değerinde, düşük frekansta (2,5 kHz), 600 °C derecede, 5 Kw gücünde ön ısıtma ve 17.5 Amper akım değerinde orta frekansta (45 kHz) 1120 °C derecede, 12 Kw gücünde, Argon gazı atmosferinde sinterleme işlemi uygulanarak numuneler üzerindeki ısıl şok engellenmiş ve üstün fiziksel ve mekanik özellikler sağlanmıştır. İndüksiyonla sinterlemede geliştirilen PLC kontrollü konveyör bant ile optimum ısınma şartları gerçekleştirilmiştir. Hızı kontrol edilebilen konveyör bant ile seri üretime uygun bir sistem tasarlanmıştır. indüksiyonla sinterleme ile 10x10x55 mm boyutlarındaki numuneye göre en uygun sinterleme konveyör hızı saptanmıştır. Deneysel ve nümerik sonuçlara göre en uygun sinterleme parametreleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, induction of iron-based powder metal parts sintering process were investigated experimentally and theoretically. In the working used Högenas ASC 100.29 iron powder containing 3% Cu, 0.5% graphite and lubricant 0.8% Kenolube. Pre-heating, sintering time, the conveyor belt speed and gradually cooling, induction sintering and sintering parameters of the effects of macro-and micro size effects on mechanical properties of the samples were investigated experimentally and numerically. Powder materials micro-mechanical properties is very difficult to determine experimentally of depending on the inner porosity. Because of searching this features, photos of the internal structure of the samples using the method of image processing, obtained real microstructure images were numerical analyzed. The sintering parameters changes is greatly affected the micro and the macro mechanical properties. Obtained the results, in the industrial powder metal parts, induction sintering controlled by providing superior mechanical and physical properties was obtained of the internal structure. Induction is very difficult to control the heat of materials. In the study, adjustable medium-low (2.5-5 kHz) frequencies induction pre-heating process were tested. Besides, induction heating process, the heat generated in the samples scatter graphs were modeled numerically and tried to get the most accurate results with the experimental data transferred. Induction sintered samples, preheating with 5 Kw power, 300 Amp. current value, a low frequency (2.5 kHz), 600 °C and also, sintering process with 12 Kw power, 850 Amp. current value of medium frequency (45 kHz), 1120 ° C on the argon gas atmosphere, the samples by applying superior physical and mechanical properties and thermal shock has been blocked. PLS-controlled conveyor belt for optimum induction heating sintering conditions were developed. Speed of the conveyor belt can be controlled with a system that is designed for mass production. With the induction sintering sintering, dimensions of 10x10x55 mm specimen was found the most suitable sintering conveyor speed. The appropriate sintering parameters were obtained by experimental and numerical results.
Benzer Tezler
- Toz metal parçaların orta ve düşük frekanslı indüksiyon ile sinterlenmesinde sinterleme parametrelerinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of sintering parameters to mechanical properties at medium and low frequency sintering of powder metal parts
CAN ÇİVİ
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENVER ATİK
- Demir esaslı toz metal parçaların indüksiyonla sinterlenmesinde parametrelerin belirlenmesi
Determined the parameters of iron based powder metal pieces which sintered with induction
UĞUR ÇAVDAR
Doktora
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENVER ATİK
- Demir esaslı T/M parçaların düşük frekanslı indüksiyonla sinterlenmesinde sürenin etkisi
The effects of time on low frequency induction sintering of ferrous P/M materials
CAN ÇİVİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENVER ATİK
- Alüminyum nano bor nitrür takviyeli toz metal parçaların ultra yüksek frekanslı indüksiyon ile sinterlenmesi
Ultra high frequency induction sintering of aluminum nano boron nitride reinforced powder metal parts
HIDIR SERCAN ÇUBUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİzmir Demokrasi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ÇAVDAR
- Yüksek frekanslı indüksiyon jeneratörü ile toz metal parçaların sinterlenmesi
Ultra high frequency induction heated sintering of powder metals
BATUHAN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ÇAVDAR