Toz metalurjisi yöntemiyle kesici uç (Soket) üretilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Son zamanlarda, doğal taşların kesiminde elmas kesici takımların kullanımı, geniş ölçüde kabul edilen en ekonomik yöntemlerden biri oldu. Başarılı bir elmaslı kesici takımı dizaynı, yüksek kaliteli matriks tozları ile elmasların uygun seçimi ile başlar. Önemli parametrelerden bir taneside matriksin herhangi bir zarar vermeden elmas tanelerini sıkı bir şekilde tutmasıdır.Ticari soketlerin üretiminde halen Co metali kullanılmaktadır. Fe, Co metalinden daha ucuz olduğu için Co metali yerine Fe kullanılması ticari soketlerin ekonomik olarak üretimini sağlamaktadır. Üstelik Co tehlikeli bir metaldir. Bu deneysel çalışmada; Fe ve B4C ilavesinin elmas emdirilmiş Co matrisli kompozitler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Elmas emdirilmiş Fe-Co matrisli kompozitler toz metalürjisi yöntemiyle sıcak presleme tekniği kullanılarak üretilmiştir. B4C takviyeli ve takviyesiz 3 farklı kompozisyona (farklı Fe/Co oranı) sahip numuneler hazırlanmış, 25 MPa basınç altında ve 800?900?1000 ºC derece sıcaklıkta sinterleme işlemine tabi tutularak, B4C ve Fe takviyesinin etkisi araştırılmıştır. Kompozitlerin mekanik özelliklerinin tespiti için sertlik ölçümü yapılmış ve aşınma deneyleri de farklı yük şartlarında pim-disk türü aşınma deneyi cihazı aracılığı ile yapılmıştır. Deneysel sonuçlar; Fe ilavesi ile matriksin sertliğinin biraz azaldığını göstermiştir. Fakat B4C takviye elemanının katılmasıyla matriksin sertliğini hayli artırmıştır. B4C takviyeli Fe-Co metal matriks kompozitlerin farklı yükleme şartlarında aşınma direncinin ise; B4C takviyesiz malzemelere göre daha iyi olduğu belirlenmiştir.Üretilen kompozitlerin; Taramalı Elektron Mikroskobu (TEM) ve Enerji saçılımlı X-ray spektroskopisi (EDS) teknikleri ile karakterizasyon çalışmaları yapılmış sonuçlar açık bir şekilde tartışılmıştır.Anahtar kelimeler: Toz Metalürjisi; Bor Karbür; Kompozit; Sertlik; Aşınma.

The use of diamond tools has, over recent years, become widely accepted as the most economical method of processing natural stone. Successful diamond tool design starts with the appropriate choice of high quality matrix powder and diamonds. The matrix should support the diamond particles without damaging them.Co metal has been using currently in the production of commercial sockets. Usage of Fe instead of Co metal causes the economic production of commercial sockets since Fe is cheaper than Co metal and also Co is a hazardous metal.In this experimental study, the effects of Fe and boron carbide (B4C) additions on characteristic of diamond impregnated Co matrix composites have been investigated. Diamond impregnated Fe-Co matrix composites (socket) were produced by powder metallurgy method using hot pressing technique. The composite reinforced with and without B4C samples having three different compositions (different Fe / Co ratio) were produced under 25 MPa pressure and sintered at 800-900-1000ºC temperature. The effect of B4C reinforcement and Fe addition has been investigated. For determining the mechanical properties of the composite, hardness test was carried out and wear tests were performed by a pin-on-disc type of wear configuration. The experimental results showed that addition of Fe caused slightly decreasing in the hardness of the matrix. However, reinforcing of B4C increased the hardness of the matrix. It is observed that wear resistance of B4C reinforced Fe-Co metal matrix composite was greater than that of composite without reinforcement (B4C). Furthermore, the characterizations of produced composites using SEM and EDS analyses have been discussed clearly.Keywords: Powder Metallurgy Boron Carbide; Composite; Hardness; Wear.