EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF P/M PARTS MANUFACTURING CONDITIONS USING AA2014 AND ELEMENTAL AL AND CU POWDERS

Öz

The purpose of the work is by comparing the mechanical tests results, fracture surface analysis and metallographical studies of the samples obtained from two different groups of powders (prealloyed, elementally formed AA2014), trying to determine whether the values obtained by the use of elemental powder can have sufficient mechanical properties as design material. Samples was produced by using pre-alloyed (AA2014), elemental aluminum and copper powders by classical powder metallurgy (PM) method. As the same proportion that AA2014 alloy contains, copper was added elementally to the commercial pure Aluminum powder and cold compressing were performed in the cast. In the similar conditions, blending and mixing operations were carried out to obtain similar composition from pre-alloyed (AA2014) powders and elemental powders. In the sintering conditions, three different temperatures (600˚C, 610˚C, 620˚C) were used and the sintering time kept constant (30 mins) . At this stage, it is expected that the aluminum matrix will dissolve Copper atoms to form solid solution. Metallographic studies carried out to examine the realization of this aspect. As a result, aluminum and copper powders can be used in elemental form instead of pre-alloyed AA2014 for a long die life.

Anahtar Kelimeler

• Powder metallurgy,Elemental Aluminum powder,Pre-alloyed AA2014,Sintering,Microstructure

AA2014 VE ELEMENTEL Al VE Cu TOZLARI KULLANILARAK T/M PARÇA İMALATI ŞARTLARININ DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

Öz

Bu çalışmanın amacı, iki farklı AA2014 toz grubundan (önalaşımlı, elementel formda)  elde edilen numunelerin mekanik test sonuçları, kırık yüzey analizi ve metalografik çalışmalarını karşılaştırarak, elementel tozun kullanımıyla elde edilen değerlerin tasarım malzemesi olarak yeterli mekanik özelliklere sahip olup olmadığını belirlemeye çalışmaktır. Ön alaşımlı (AA2014), elemental alüminyum ve bakır tozları kullanılarak klasik toz metalurjisi (TM) yöntemiyle numuneler üretilmiştir. AA2014 alaşımının içerdiği oran kadar, ticari saf Alüminyum tozuna bakır eklenmiş ve dökümde soğuk presleme yapılmıştır. Benzer koşullarda, ön alaşımlanmış (AA2014) tozlar ve element tozlarından benzer bir bileşim elde etmek için harmanlama ve karıştırma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Sinterleme koşulları olarak, üç farklı sıcaklık (600°C, 610°C, 620°C) kullanılmış ve sinterleme süresi sabit tutulmuştur (30 dakika). Bu aşamada, alüminyum matriksinin katı çözeltiler oluşturmak için Bakır atomlarını çözmesi beklenir. Bu durumun gerçekleşmesini incelemek için metalografik çalışmalar yapılmıştır. Sonuç olarak, alüminyum ve bakır tozu, uzun bir kalıp ömrü için alaşımlı AA2014 yerine elemental olarak kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

• Toz Metalurjisi,Elemental Aluminyum Tozu,Ön-alaşımlı 2014,Sinterleme,Mekanik Özellikler

Kaynakça

1. Al-Obaidi, K.N.M., 2018. AA2014 ve Elementel Al ve Cu Tozları Kullanılarak T/M Parça İmalatı Şartlarının deneysel Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, 100s. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
2. Anonymous, 2003. Big three eye lightweight PM con rods: Aluminium in the spotlight as automakers look for weight loss, Metal Pow. Rep., 58(10):26- 27, 2003.
3. Dowson, G., Whittaker, D., 2008. Introduction to powder metallurgy, EPMA Press. Edwards, K.L., 2004. Strategic substitution of new materials for old: Applications in automotive product development. Mater. Design. 2004; 25:529- 533. Gökçe, A. , Fındık, F. , Kurt, A.O., 2011. Microstructural examination and properties of premixed Al–Cu–Mg powder metallurgy alloy. Material characterization 62 (2011) 730-735.
4. Gökçe, A., 2013. Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen Al-Cu Alaşımlarının Mekanik Özelliklerinin Geliştirilmesi. Doktora Tezi, 248s. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
5. Hirsch, J., 2004. Automotive Trends in Aluminium- The European Perspective. Mater. Forum, 28:15- 23, 2004.
6. Kang, S.-J.L., 2005. Sintering: Densification, Grain growth and Microstructure, Jorden Hill, Oxford, UK, 1st edition. Rudianto, H., Yang, S., Nam, K.W., Kim, Y.J., 2011. Mechanical Properties Of Al-14Si-2.5Cu-0.5Mg Aluminum-Silicon P/M Alloy. Rev. Adv. Mater. Sci. 28, 145-149.
7. Waldman, J., 1986. Use of rapidly solidified aluminum alloys in land vehicles, rapidly solidified powder aluminum alloys. M. E. Fine and E. A. Starke, Jr., Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, ASTM STP, 890:39-43, 1986.