Ti-6Al-4V ALAŞIM TOZUNDAN HAZIRLANAN BESLEME STOKUNUN KALIPLAMA VE SİNTERLEME PARAMETRELERİNİN ARAŞTIRILMASI

Yıl 2016, Cilt: 31 Sayı: 2, 0 - 0, 20.06.2016

Mehmet Subaşı , Çetin Karataş

https://doi.org/10.17341/gummfd.96710

Öz

Titanyum ve alaşımları, düşük yoğunluk, yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon direnci ve mükemmel biyouyumluluk gibi nedenlerden dolayı endüstride birçok parçada ve biyomedikal uygulamalarda oldukça fazla kullanılmaktadır. Toz enjeksiyon kalıplama (TEK), plastik enjeksiyon kalıplama ve geleneksel toz metalurjisi tekniklerinin kombinasyonundan ortaya çıkmış bir yöntemdir. TEK yöntemi küçük ve karmaşık şekilli parçaların seri üretimi için birçok benzersiz avantajlar sunmaktadır. Bu çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımından TEK ile parça üretimi için gerekli optimum kalıplama ve sinterleme parametreleri belirlenmiştir. Kalıplama ve sinterleme parametrelerinin tespiti için Taguchi yöntemi ile yapılan deney tasarımı kullanılmıştır. Ti-6Al-4V besleme stoku için en uygun parametreler debi 20 cm³/s, enjeksiyon basıncı 1100 bar, ütüleme basıncı % 60, enjeksiyon sıcaklığı 140 ^ºC, kalıp sıcaklığı 60 ^ºC, sinterleme sıcaklığı 1250 ^ºC, sinterleme süresi 1 saat, sinterleme hızı 1 ^ºC/min, gaz akış hızı 10 l/min olarak tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Ti-6Al-4V, Toz Enjeksiyon Kalıplama; Sinterleme

Kaynakça

• Cui, C., Hu, B., Zhao, L., Liu, S., "Titanium alloy production technology, market prospects and industry development", Materials & Design,Cilt 32, No3, 1684-1691, 2011.
• German, R.M., Powder Injection Molding, Pennsylvania/USA: Metal Powder Industries Federation; 1990.
• Subaşı, M., Karataş, Ç., "Titanyum ve titanyum alaşımlarından yapılan implantlar üzerine inceleme", Politeknik Dergisi, Cilt 15, No2, 81-97, 2012.
• Luo, T.G., Qu, X.H., Qin, M.L., Ouyang, M.L., "Dimension precision of metal injection molded pure tungsten", International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Cilt 27, No3, 615-620, 2009.
• Yalçın, B., Varol, R., "Sinterlenmiş Titanyum Alaşımlarının Aşınma Performansı ve Bazı Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi", Gazi Üniv Müh Mim Fak Der., Cilt 24, No1, 63-72, 2009.
• Chen, Lj., Li, T., Li, Ym., He, H., Hu, Yh., "Porous titanium implants fabricated by metal injection molding", Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Cilt 19, No 5, 1174-1179, 2009.
• German, R., "Progress in Titanium Metal Powder Injection Molding", Materials, Cilt 6, No 8, 3641-3662, 2013.
• Limberg, W., Ebel, T., Pyczak, F., Oehring, M., Schimansky, F.P., "Influence of the sintering atmosphere on the tensile properties of MIM-processed Ti 45Al 5Nb 0.2B 0.2C." Materials Science and Engineering: A, Cilt 552, 323-329, 2012.
• Nor, N.H.M., Muhamad, N., Ihsan, A.K.A.M., Jamaludin, K.R., "Sintering Parameter Optimization of Ti-6Al-4V Metal Injection Molding for Highest Strength Using Palm Stearin Binder", Procedia Engineering, Cilt 68, 359-364, 2013.
• Obasi, G.C., Ferri, O.M., Ebel, T., Bormann, R., "Influence Of Processing Parameters On Mechanical Properties Of Ti–6Al–4V Alloy Fabricated By MIM", Materials Science and Engineering: A, Cilt 527, No16-17, 3929-3935, 2010.
• Zhao, D., Chang, K., Ebel, T., Qian, M., Willumeit, R., Yan, M., Pyczak, F., "Microstructure And Mechanical Behavior Of Metal Injection Molded Ti–Nb Binary Alloys As Biomedical Material", Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Cilt 28, 171-182, 2013.
• Bidaux, J.-E., Closuit, C., Rodriguez-Arbaizar, M., Carreño-Morelli, E., "Metal Injection Moulding Of Ti-Nb Alloys For Implant Application" European Cells and Materials, Cilt 22, No 4, 32, 2011.
• Ahn, S., Park, S.J., Lee, S., Atre, S.V., German, R.M., "Effect Of Powders And Binders On Material Properties And Molding Parameters In Iron And Stainless Steel Powder Injection Molding Process", Powder Technology, Cilt 193, No2, 162-169, 2009.
• Karataş, Ç., Sözen, A., Arcaklioglu, E., Erguney, S., "Investigation Of Mouldability For Feedstocks Used Powder Injection Moulding", Materials & Design, Cilt 29, No 9, 1713-1724, 2008.
• Setasuwon, P., Bunchavimonchet, A., Danchaivijit, S., "The Effects Of Binder Components In Wax/Oil Systems For Metal Injection Molding", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 196, No1-3, 94-100, 2008.
• 50 Ms. "Metal Enjeksiyon Kalıplamada Bağlayıcı Giderme Ve Sinterlemede Çekme Testi Specimenleri İçin Metot", Metal Powder Industries Federation; 1992.
• Karataş, Ç., Toz Enjeksiyon Kalıplamada Karışımın Reolojisi, Doktora Tezi, Gazi Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997.
• Ferri, O.M., Ebel, T., Bormann. R., "High Cycle Fatigue Behaviour Of Ti–6Al–4V Fabricated By Metal Injection Moulding Technology", Materials Science and Engineering: A, Cilt 504, No1-2, 107-113, 2009.
• Shibo, G., Xuanhui, Q., Xinbo, H., Ting, Z., Bohua, D., "Powder Injection Molding Of Ti–6Al–4V Alloy", Journal of Materials Processing Technology, Cilt 173, No3, 310-314, 2006.
• Ergül, E., Gülsoy, H.Ö., and Günay, V., "Effect Of Sintering Parameters On Mechanical Properties Of Injection Moulded Ti–6Al–4V Alloys", Powder Metallurgy, Cilt 52, No1, 65-71, 2009.
• Qian, M., "Cold Compaction And Sintering Of Titanium And Its Alloys For Near-Net-Shape Or Preform Fabrication", International Journal of Powder Metallurgy, Cilt 46, No 5, 29-44, 2010.
• Subaşı M., Toz Enjeksiyon Kalıplama (Tek) Ile Titanyum Parça Üretiminde Kullanılacak Optimum Üretim Parametrelerinin Araştırılması, Doktora tezi, Gazi Universtesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014.
• Lee, S.W., Ahn, S., Whang, C.J., Park, S.J., Atre, S.V., Kim, J. and German, R.M., "Effects Of Process Parameters In Plastic, Metal, And Ceramic Injection Molding Processes", Korea-Australia Rheology Journal, Cilt 23, No3, 127-138, 2011.
• Sidambe, A.T., Figueroa, I.A., Hamilton, H.G.C., and Todd, l., "Taguchi Optimization Of MIM Titanium Sintering", International Journal of Powder Metallurgy, Cilt 47, No 6, 21-17, 2011.
• Safarian, A., Karataş, Ç., The Investigation of the Effect of Injection Velocity on Defects Caused in Thick Components Fabricated by Metal Injection Molding, 7th International Powder Metallurgy Conference and Exhibition, 2014.
• Fu, G., Loh, N.H., Tor, S.B., Murakoshi, Y., Maeda, R., "Effects of Injection Molding Parameters On The Production Of Microstructures By Micropowder Injection Molding", Materials and Manufacturing Processes, Cilt 20, No 6, 977-985, 2005.
• Fang, W., He, X., Zhang, R., Yang, S., Qu, X., "The Effects Of Filling Patterns On The Powder–Binder Separation In Powder Injection Molding", Powder Technology, Cilt 256, 367-376, 2014.
• German, R.M., Sintering Theory And Practice, Wiley, 2014.
• Thian, E.S., Loh, N.H., Khor, K.A., Tor, S.B., "Effects Of Debinding Parameters On Powder Injection Molded Ti-6Al-4V/HA Composite Parts", Advanced Powder Technology, Cilt 12, No 3, 361-370, 2001.
• Türker, M., Sarıtaş, S., ve Durlu, N., Toz Metalurjisi ve Parçacıklı Malzeme İşlemleri, Ankara, Uyum Ajans, 2007.