Çinko-Alüminyum (ZA) Alaşımlarının Mekanik Alaşımlama Yöntemiyle Üretilebilirliği Üzerine Bir Çalışma

Year 2013, Volume: 16 Issue: 4 - Volume: 16 Issue: 4, 147 - 154, 01.12.2013

Alper Melih Ataç Ahmet Güral

Abstract

Farklı kimyasal bileşimlere sahip ZA-8, ZA-12, ZA-27 Çinko-Alüminyum alaşımlarının mekanik alaşımlama (MA) yöntemi ile üretilebilirliği çalışıldı. Bu amaçla ‘SPEX’ tipi öğütücü ile MA işlemleri en fazla 8 saate kadar yapıldı. Üretilen ZA alaşım tozlarının karakterizasyonu, sinterleme mikroyapıları ve yoğunlukları incelendi. Deneysel çalışmalarda öğütme elemanı olarak8 mmçapında 10/1 bilye/toz oranlı çelik bilyeler ve kullanılmıştır. Yağlayıcı kullanılmadığnda alaşım tozlarının, MA işlemlerinde pulsulaşma olmadan kırılmaya başladığı görülmüştür. MA süresine bağlı olarak, farklı boyutlara sahip ZA alaşım tozları üretilmiştir. Üretilen bu alaşım tozları tarama elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Daha sonra çinko-alüminyum alaşım tozları daha sonra kalıp içinde 320 °C’de sıcak preslenmiş ve aynı sıcaklıkta sinterleme yapılmıştır. Sinterleme işleminden sonra numunelerin yoğunlukları belirlenmiş ve mikroyapı karakterizasyonları için SEM ve EDS çalışmaları yapılmıştır. Tüm ZA alaşımlarında toz boyutu bakımından optimum MA süresinin 4 saat olduğu bulunmuştur. ZA alaşımlarının orijinal kimyasal kompozisyonu göz önüne alındığında, Al % oranının beklenenden daha fazla, Zn % oranının ise beklenenden daha az olduğu ortaya çıkmıştır. Element dağılım haritalama sonuçlarına göre Cu’ın yapıya homojen olarak dağıldığı ve Al’un ve Zn’un oksitlendiği görülmüştür. ZA alaşımlarının MA işleminden sonra sıcak presleme şartlarındaki yoğunlukları, sinterleme sonucu yoğunluk değerinden yüksek bulunmuştur.

Keywords

Toz metalurjisi, Çinko-Alüminyum alaşımları, mekanik alaşımlama, mikroyapı, karakterizasyon

A Study on Manufacturability of Zinc-Aluminum (ZA) Alloys via Mechanical Alloying Process

Abstract

Manufacturability through mechanical alloying (MA) of ZA-8, ZA-12, ZA-27 Zinc-Aluminum alloys with different chemical compositions was studied. For this purpose, MA processes were carried out by ‘SPEX’ type miller for up to 8 hours. Characterization, sintering microstructures and densities of produced ZA alloys were examined. In the experimental studies, steel balls which are 8 mm in diameters and with 10/1 ball-powder ratio was used. It was observed that when no lubricant is used, the alloying powders started to break up without flaky during the MA process. Depending on MA time, ZA alloying powders with different sizes were produced. These powders were characterized by scanning electron microscopy (SEM). Then Zinc-Aluminum powders were hot pressed in the mold under 625 MPa pressure at 320 °C and sintered at the same temperature.After the sintering process, densities of specimens were specified and SEM plus EDS studies were done for their microstructural characterizations. Optimum MA time was found to be 4 hours in terms of powder size in all ZA alloys. When original chemical composition of ZA alloys is taken into account, the ratio of A1 was higher than expected, whereas the ratio of Zn was lower. According to element distribution map results, it was seen that Cu was homogeneously distributed through the structure and Al and Zn were oxidized. The densities of ZA alloys after the MA process and under cold press conditions were higher than their densities after sintering

Keywords

Powder metallurgy, Zinc-Aluminum alloys, mechanical alloying, microstructure, characterization