Gaz atomizasyonu ile üretilen Al-Sn alaşım tozlarının özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Al-20Sn-3Si, Al-15Sn-1Cu ve Al-15Sn-4Si-1,5Cu Alaşımları Dumlupınar Üniversitesi Gaz Atomizasyonu Ünitesi kullanılarak alaşım tozu halinde üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. Alaşım ergitme işleminin yapılabilmesi amacıyla elektrik rezistanslı bir ergitme fırını tasarlanarak imal edilmiştir. Alaşımlar fırın içerisine yerleştirilen pota içerisine saf alüminyum, kalay, bakır ve Al-Si master alaşımı ilave edilerek hazırlanmış ve azot ile atomize edilerek toz haline getirilmiştir. Üretilen tozlar 200 mikronluk elekten elenerek plastik kaplarda muhafaza edilmiştir. Üretilen tozların boyut analizi, mikroyapı incelemeleri, sertlik ölçümleri ve XRD analizleri yapılmıştır. Üretilen alaşım tozlarının ortalama boyutları 42,40 ve 60,30 mikron arasındadır. Toz boyutunun atomizasyon gaz basıncı artışı ve Gaz/metal kütlesel debi artışı ile azaldığı görülmüştür. Üretimi gerçekleştirilen tozların çoğunluğunun küresel şekilde ve pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğu tespit edilmiştir. İnce tozların daha iri tozlar üzerinde az miktarda uydulaşma oluşturdukları ve iri toz yüzeylerinde hücresel ve dendritik yapıların olduğu gözlemlenmiştir. Alaşım tozlarının hepsinde ana faz olarak Alüminyum ve kalay tespit edilmiştir.

In this study, Al-20Sn-3Si, Al-15Sn-1Cu ve Al-15Sn-4Si-1,5Cu alloy powders were produced by using Dumlupınar University Gas Atomistion Unit and the properties of the alloy powders were investigated. An electrical resistance furnace was designed and produced in order to melt the alloys. Alloys were prepared in the curicible placed in the furnace by adding pure aluminium, tin, copper and Al-Si master alloys and the alloy powders were atomised by nitrogen gas. The produced powders were sieved by using 200 microns mesh and stored in the plastic bags. Powder size analysis, microstructure investigations, hardness measurements, and XRD analysis were made. Powder size of the alloys were between 42,40 and 60,30 microns. It is observed that, powder size was reduced by increasing the both atomisation pressure and gas/melt mass flow ratio. Powder surfaces are clean and mostly spherical in shape. Some satellite formation by colliding of the small powders to the big powders was observed. The big powders have cellular and dendritic solidification structure on the surface. Aluminium and tin phases were determined in all of the alloy powders.