Metal matrisli kompozit malzeme üretim sistemi imalatı ve performansının incelenmesi

Abstract

Kompozit malzemeler hafif ve yüksek performanslı olması nedeni ile otomotiv, havacılık, uzay sanayi ve nükleer enerji gibi yapısal alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu alanlarda yaygın olarak kullanılan malzemelerden biriside metal matris kompozitlerdir. Metal matris kompozit üretiminde matris malzemesi olarak Ti, Al, Mg, takviye elemanı olarak da SiC, Al2O3, SiO2, MgO ve TiC; yaygın olarak yararlanılmaktadır. Toz metalurjisi, in-situ, infiltrasyon, ve karıştırmalı döküm tekniği gibi yöntemler metal matris kompozitlerin imal edilmesinde kullanılmaktadır. Bu çalışmada metal matris kompozit imalatını gerçekleştirebilmek için üretim sistemi imal edilmiştir. İmal edilen üretim sisteminin çalışma verimliliğini belirlemek amacıyla; ergimiş metal karıştırma tekniği ile basınç altında döküm yöntemi kullanılarak bir adet takviyesiz AA 6060 matris malzemesi ve iki adet SiC takviyeli AA 6060 matrisli MMK imal edilmiştir. İmal edilen metal matris kompozitin hacimce SiC takviye oranı % 7 ve % 10'dur. İmal edilen metal matris kompozitin performansının incelenmesi için mikro yapı ve mekanik karakteristikleri analiz edilmiştir. Yapılan mikro yapı analizinde metal matrisli kompozitin kısmen homojen olduğu görülmüştür. Yapılan sertlik analizinde hacimce % 10 SiC içeren metal matris kompozitin en yüksek sertliğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Yoğunluk değeri ölçümü sonucunda SiC takviyeli metal matrisli kompozitte takviye oranı hacmi arttıkça malzemenin yoğunluğu da artmıştır.

Composite materials are widely used in structured areas such as automotive aviation, space industry and nuclear energy due to their light weight and high performance. One of the widely used materials in such areas is metal matrix composites. Production of the metal matrix composite as the matrix material Ti, Al, Mg; as reinforcement SiC, Al2O3, SiO2, MgO and TiC are widely used. Powder metallurgy, in-situ, infiltration and stir casting methods are techniques which are used in the manufacture of metal matrix composites. In this study, we have manufactured a production system to perform the production of metal matrix composite. To identify the operating efficiency of the production system which has been manufactured, by using casting method under pressure and molten metal blending technique, we have manufactured one unreinforced AA 6060 matrix material and two SiC reinforced AA 6060 matrix MMK. SiC AA 6060 reinforcement ratio of the metal matrix composite what has been manufactured by volume is 7 % and 10 %. Their micro structure and mechanic characteristics have been analyzed to examine the performance of the metal matrix composite that has been manufactured. According to the microstructure analysis, it has been observed that composite with metal matrix is homogeneous in part. According to the hardness analysis, it has been identified that metal matrix composite containing 10 % SiC has the highest hardness. As a result of the density value measurement, as the volume of the reinforcement ratio in the metal matrix composite with SiC reinforcement increases, the density of the material increases.