Production of B4C based blast nozzle via powder injection molding and examination of their wear properties
B4C esaslı kumlama nozüllerinin toz enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretimi ve aşınma özelliklerini incelenmesi
- Tez No: 441745
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMİT ÖZKAN GÜLSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Mühendislik uygulamalarındaki en büyük problemlerden birisi aşınma ve aşınma kayıplarıdır. Aşınma ilk bakışta basit ve çözümlenmesi kolay bir problem olarak görülse de, son teknolojik gelişmeler dahi mevcut aşınma kayıplarını ortadan kaldıramamış ancak minimize edebilmiştir. Bu tip minimizasyon işlemlerinde genellikle aşınmaya çalışan ürünlerin veya ürün yüzeylerinin modifikasyonu gerçekleştirilir. Özellikle aşınma ortamlarında bulunan ürünlerin yüksek sertlikte olması istenir. Bu amaçla, birçok yüksek sertliğe sahip malzeme kullanılsa da yüksek sertlik ve düşük aşınma kayıplarına sahip seramikler emsalsizdir. Seramik malzemeler içerisinde yüksek sertlik, orta düzeyde kırılma tokluğu ve düşük aşınma kayıplarından dolayı Bor karbür (B4C) tipi ürünler sıklıkla aşınma uygulamalarında tercih edilirler. B4C tipi ürünlerin önündeki en önemli engel maliyet ve proses şartlarının zor olmasıdır. Endüstriyel uygulamalarda, ürünlerin servise sunulmadan önce yüzey özelliklerinin geliştirilmesi için farklı işlemler uygulanır. Bu işlemler, yüzey topografyasının servis şartlarına göre geliştirilmesi, yüzey kaplama öncesi yüzeylerin hazırlanması ve yüzey son işlemleridir. Hangi tip yüzey hazırlama işlemi kullanılırsa kullanılsın, yüzeylerin sert parçacıkların hızlandırılması ile hazırlanması (kumlama) vazgeçilmez temel bir işlemdir. Kumlama işlemlerinde yüksek hızlarda şartlandırılan sert seramik veya metal parçacıklar, ürün yüzeylerine çarptırılarak yüzeylerin temizlenmesi ve belirli pürüzlülük değerlerine ulaştırılması hedeflenir. Hızlandırılmış parçacıkların yüksek aşınma kayıpları oluşturmaması için yüksek sertlik ve düşük aşınma kayıpları sergileyen B4C den üretilmiş püskürtme nozülleri (blast nozül) kullanılır. B4C nozüllerin alternatifi yeni nozüller üretilse de B4C nozüller bu tip uygulamalarda vazgeçilmezdir. Bu tezin kapsamı, ileri toz metalürji tekniklerinden birisi olan Toz Enjeksiyon Kalıplama (TEK) tekniğini kullanarak B4C nozüllerin üretilmesidir. Bununla beraber yapı içerisine ilave edilecek bazı ilavelerle proses şartlarını uygun hale getirerek, geliştirilmiş özelliklere sahip ekonomik ürün elde edilmesini de kapsamaktadır. Düşük Basınçlı Toz Enjeksiyon Kalıplama (DBTEK) tekniği kullanılarak yeni ve ekonomik bir üretim gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Ayrıca, başlangıç aşamasında toz malzemeler içerisine katılacak bazı ilavelerle sinterleme sıcaklıkları konvansiyonel sinterleme sıcaklıklarının aşağısına düşürülürken, ürünlerin mühendislik özelliklerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the engineering problems, one of the biggest problem is the wearing and abrasion loss. Although the wear is seen as a simple and easy to solve the problem at first sight, recent technological improvements couldn't all eliminate the wearing loss, barely they were able to minimize. Generally, modification of products subjected to abrasion or surface of the products is performed in this optimization process. Especially products subjected to abrasion are requested to have high hardness. For this purpose, although many materials with high hardness are used, ceramics with high hardness and low abrasion loss are unique. Boron Carbide (B4C) based products are frequently preferred because of wear applications due to high hardness, moderate fracture toughness, and low wear loss in the ceramics materials. The best important obstacle to B4C based products are cost and difficulties to process conditions. In the application of industrial, different operations are applied for improving of the surface properties before being placed on service. These operations are improving of surface topography according to the service conditions, preparation of surface before surface coating, and surface finish operations. No matter what type of surface preparation used, preparation of surface with accelerating hard particles (sandblasting) indispensable basic operations. In the sandblasting operations, the aims are to clean and bring a specific roughness of surface with high pressurized hard ceramic or metal particles impacted on the surfaces of the product. The blast nozzles made of boron carbide showing high hardness and low wear loss are used to create high wear losses of the accelerated particles. Despite new type blast nozzles are produced alternative the B4C nozzles, B4C nozzles are indispensable in this applications. The scope of the thesis is to produce the B4C nozzles via Powder Injection Molding (PIM) which is one of the advanced powder metallurgy techniques. At the same time, processing parameters are optimized with addition the additive powders on the main powder, also the scope of the project is to obtained economical product with advanced features. A new and economical production is being carried using Low Pressure Powder Injection Molding (LPPIM) method. Furthermore, while sintering temperatures is reduced with addition some additive on main powder at the initial stage according to conventional sintering temperature, it aimed to develop the engineering features of the products.
Benzer Tezler
- Bor karbür esaslı ve ağ yapılı seramik-metal karma malzemelerin üretimi ve nitelendirilmesi
Production and characterization of boron carbide based interconnected ceramic–metal composites
İREM NUR GAMZE ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Savunma ve Savunma TeknolojileriAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRSOY ARSLAN
- B4C esaslı kompozitlerin B4C/Me başlangıç tozlarından hareketle spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of B4C based composites from B4C/Me starting powders by using spark plasma sintering (SPS) method
MERAL CENGİZ
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Bor karbür-tungsten esaslı kompozitlerin spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Boron carbide-tungsten based composites by spark plasma sintering (SPS)
SALİH ÇAĞRI ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ÇINAR ŞAHİN
PROF. DR. SERVET TURAN
- Monolitik ve takviyeli borkarbür seramiklerin spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of monolithic and reinforced boroncarbide ceramics prepared by spark plasma sintering (SPS)
BARIŞ YAVAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Elektrokimyasal kaplama yöntemiyle bor-karbür takviyeli Ni-Co kaplamaların üretimi
Production of B4C reinforced Ni-Co plating by electrochemical method
DEMET YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YUSUF KAYALI