Üretim parametrelerinin toz metalurjisi yöntemiyle üretilen gözenekli bronz yatak malzemesinin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Üretim Parametrelerinin; Toz Metalürjisi Yöntemiyle Üretilen Gözenekli Bronz Yatak Malzemesinin Fiziksel ve Mekanik Özelliklerine Etkilerinin İncelenmesi. Toz metalürjisi yöntemiyle bronz yatakların imalinde, genellikle saf metal tozları kullanılmaktadır. Bu çalışmada ana element olan saf bakır tozuna kalay tozu; saf ve intermetalik faz (Cu3Sn) olarak katılarak, bileşim %89.5 Cu, %10 Sn ve %0.5 grafit olacak şekilde karışım hazırlanmıştır. Karşılaştırma yapmak amacıyla kullanılan ticari hazır karışım tozda ise %88.2 Cu, %10 Sn, %1 grafit ve %0.8 yağlayıcı bulunmaktadır. Yapılan çalışmada presleme basıncı sinterleme sıcaklığı ve süresinin bu karışımlardan üretilen numunelerin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Presleme basıncı arttıkça, ham yoğunluk ve radyal kırılma dayanımının arttığı, sinterlenmiş yoğunluğun ise belirli bir değere kadar yükseldiği belirlenmiştir. Yüksek basınçlarda (350 MPa) preslenen ve yüksek sıcaklıklarda (820°C) sinterlenen intermetalik numunelerde, tane büyümesi meydana geldiği görülmüştür. Sinterleme sıcaklığı 780-830°C arasında arttıkça, yaklaşık 810°C civarında bütün numunelerde boyut artışı meydana geldiği gözlenmiştir. Bu durum 798°C'in üzerinde meydana gelen peritektik reaksiyonla, ft fazının a+sıvı şeklinde ayrışarak önemli miktarda kalayca zengin sıvı faz oluşumuyla açıklanmıştır. Premix numunelerde, sinterleme sonrası boyut değişimi çok az olmuştur. Bu durum toz tane iriliğinin iyi ayarlanmış olmasından kaynaklanmaktadır. Genel olarak intermetalik numunelerin radyal kırılma dayanımı daha yüksek bulunmuştur. Saf kalay tozunun kullanıldığı numunelerde, bu tozların çevrelerinden daha fazla oranda bakır çözmesi nedeniyle yerel İri gözeneklerin oluştuğu görülmüştür. Bütün bu bulgular kaliteli bir üretim için toz özellikleriyle presleme ve sinterleme şartlarının çok iyi bir şekilde kontrol edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Anahtar Kelimeler: Gözenekli bronz yatak malzemesi, Sinterleme, Yatak malzemesi özellikleri. v

SUMMARY The Effects of Production Parameters on the Physical and Mechanical Properties of Porous Bronze Bearing Material Produced by Powder Metallurgy. It is general practice to use a mixture of elemental copper and tin powders for manufacturing P/M self-lubricating bronze bearings. Mixtures were prepared using commercial copper, tin and s phase with synthetic graphite. Final composition of sintered bearings were 89.5% Cu, 10% Sn and 0.5% graphite. A premix powder with the composition of 88.2% Cu, 10% Sn, 1% graphite and 0.8% lubricant was also studied for comparison. In this study the effects of compacting pressure, sintering temperature and time on the physical and mechanical properties of porous bronze bearing material have been investigated. It was determined that green density and radiai crushing strength increased with increasing compacting pressure. Grain growth was observed at high sintering temperatu-re (820°C) and compacting pressure (350 MPa) in intermetallic samples. Relatively large dimensional growths were observed in ail samples after sintering at 810°C. This was explained by the formation of large amount tin-rich liquid phase by peritectic decomposition of Q> phase above 798°C. Premix samples showed very small dimensional change after sintering at 800°C. The reason for this behaviour was the comparatively large powder particle size. The radial crushing strength of intermetallic samples were higher than other samples. Areas of gross porosity were observed in pure tin containing samples because of so called tin eating. All these results showed that powder properties and sintering conditions must be carefully controlled for manufacturing good quality bearings. Key words: Porous bronze bearing material, Sintering, Properties of bearing material. VI