Geri dönüşüm metal tozlarının toz metalurji yönteminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usability of recycled metal powders in powder metallurgy method
- Tez No: 956985
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK, DOÇ. DR. MEHMET SUBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Bu çalışmada, elektro erozyonla işleme esnasında oluşan atık içerisinde yer alan metal tozlarının geri kazanımı (1.2343 sıcak iş takım çeliği ve 1.2738 plastik kalıp çeliği) ve elde edilen bu metal tozlarının toz metalurjisinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Toz metalurjisi veya eklemeli imalat gibi imalat yöntemlerinde kullanılan metal tozları yüksek maliyete sahiptir. Çelik gibi değerli metal tozlarının geri dönüşümle tekrar kullanılması hem çevresel hem de ekonomik olarak önemli bir potansiyele sahiptir. Elektro erozyonla işleme (EDM) atık akışlarında; dielektrik sıvı, takım elektrodundan gelen parçacıklar ve iş parçası elektrodundan gelen parçacıklar (metalik parçacıklar) olmak üzere üç bileşenden oluşur. Çelik tozlarının geri kazanımı için ilk aşamada atık çamurundaki dielektrik sıvı uzaklaştırılmıştır. Bu işlem sonucunda elde edilen tozların boyut analizi, parçacık şekli ve kimyasal kompozisyon analizi yapılmıştır. Temizleme işleminden sonra tozlara eleme işlemi yapılmıştır. 37µm ile 125µm arasındaki tozlar deneysel çalışmada kullanılmıştır. Geri dönüşüm tozların toz metalurjisinde uygulanması Hoganes firmasının ürettiği düşük alaşımlı demir tozu Distaloy AE ile karıştırılarak yapılmıştır. Yapılan denemelerde geri dönüşüm çelik tozu oranı %5'ten başlayarak %35'e kadar başarılı bir sonuç vermiştir (%40 ve üzeri başarısız olmuştur). Yapılan denemelerde yağlayıcı ve bağlayıcı olarak ağırlıkça %0,4 grafit tozu ve %0,4 stearik asit katılmıştır. Tozlar 700 ve 840 MPa basınçta sıkıştırılmıştır. Sinterleme hızı 5˚C/dk ve sinterleme işleminde 950˚C sıcaklıkta 3 saat bekletilmiştir. Sinterleme atmosferi olarak yüksek saflıkta argon gazı kullanılmıştır. Sinterleme sonrasında, gözeneklilik ve sertlik testi yapılmıştır. Karışımda bulunan geri dönüştürülmüş toz içeriğinin artması ile yoğunluğun azaldığı ve gözenekliliğin arttığı gözlemlenmiştir. %90 Distaloy AE ve %10 geri dönüşüm toz en yüksek yoğunluğa 7,266 g/cm³ sahipken, %65 Distaloy AE ve %35 geri dönüştürülmüş toz karışımının yoğunluğu 5,889 g/cm³ olarak ölçülmüştür. Mikro Vickers sertlik değerleri 130 HV ile 229 HV aralığında ölçülmüştür. Geri dönüştürülmüş toz oranı yükseldikçe sertlikte artma gözlemlenmiştir. Ayrıca, gözeneklilik oranının yükselmesinin sertlik değerini olumsuz etkilediği bulgusuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the recycling of steel-based metal powders (1.2343 hot work tool steel and 1.2738 plastic mold steel) from electro-erosion machining waste streams and the usability of these metal powders in powder metallurgy were investigated. The costs of metal powders used in powder metallurgy and additive manufacturing are high. Recycling and re-using valuable metal powders such as steel has significant potential both environmentally and economically. The waste sludge of electro-erosion machining (EDM) consists of three components: dielectric fluid, particles from the tool electrode, and particles from the workpiece electrode (metallic particles). In the first stage of recovery of steel powders, dielectric fluid in the waste sludge was removed. After that, recycled powders were analyzed for particle size distribution, particle shape, and chemical composition. After the cleaning process, the powders were sieved. Powders between 37µm and 125µm were used in the experimental study. The application of recycled steel powders in powder metallurgy was done by mixing low alloy iron powder Distaloy AE produced by Höganäs. In the experiments, the recycled steel powder ratio gave successful results starting from 5% and up to 35% (40% and above failed.). In all the experiments, 0.4% graphite powder and 0.4% stearic acid were added by weight. Powders were compacted (cold compacting) at 700-840 MPa pressure. High-purity argon gas was used as a sintering atmosphere. The sintering rate was 5˚C/min. It was kept at 950˚C for 3 hours in the sintering process. After sintering, porosity and hardness tests were performed. It was observed that the density decreased and porosity increased with the increase in recycled powder content in the mixture. While 90% Distaloy AE and 10% recycled powder had the highest density of 7.266 g/cm³, the density of the mixture of 65% Distaloy AE and 35% recycled powder was measured as 5.889 g/cm³. Micro Vickers hardness values were measured in the range of 130 HV to 229 HV. An increase in hardness was observed as the recycled powder ratio increased. In addition, the increase in porosity negatively affected the hardness value.
Benzer Tezler
- Recycling of waste NdFeB magnets for recovery of rare earth elements by combining pyro- and hydrometallurgy
Piro/hidrometalurjik tekniklerle nadir toprak elementlerinin atık NdFeB mıknatıslardan geri kazanımı
ELİF EMİL KAYA
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
PROF. DR. KARL BERNHARD FRİEDRİCH
- SmCo mıknatıslarından kobalt oksit, demir oksit ve nadir toprak metallerinin geri kazanımı
Recovery of cobalt oxide, iron oxide and rare earth metals from SmCo magnets
MERVE PAPAKÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Oksit partikül takviyeli alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of the mechanical properties of oxide particle reinforced aluminum alloys
SALİH BİLAL ÇETİNKAL
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ACARER
DOÇ. DR. İLYAS ŞAVKLIYILDIZ
- Kullanılmış lityum iyon pillerdeki metalik değerlerin mekanokimyasal yöntemle geri kazanımı
Recovery of metal values from spent lithium-ion batteries by mechanochemical process
AYÇA SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT ZORAĞA
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi ile tufalden demir esaslı kompozit (Mo2FeB2-Fe) üretimi
Production of iron based composite (Mo2FeB2-Fe) from scale by self propagating high temperature synthesis
BUSE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN