Ti-6al-4v Alaşımı İle Açık Hücreli Köpük Üretimi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada açık hücreli titanyum ve Ti-6Al-4V köpük elde etmek için çamur köpüklendirme (polimer sünger daldırma) yöntemi kullanılmıştır. Çamur köpüklendirme yöntemi çamur hazırlama, polimer sünger (PU sünger) daldırma, kurutma, PU sünger giderme ve sinterleme adımlarından oluşmaktadır. Çamur hazırlama işleminde; çamur viskozitesini ayarlamak için bağlayıcı olarak PVA, metalik toz olarak -325 mesh tane boyutuna sahip TiH2 ve Ti-6Al-4V toz, çökelmeyi engelleyip çamurun homojen karışması için seyreltici olarak polikarboksilik asit (Dolapix PC67) kullanılmıştır. Bu işlemde çamurun viskozitesini ayarlamak çok önemlidir. Hazırlanan çamur içine PU sünger daldırılarak süngerin homojen şekilde çamur ile kaplanması sağlanmıştır. Kaplanan PU süngerler oda sıcaklığı ve etüvde kurutulmuş, argon atmosferli fırında ve argon atmosferli vakumlu fırında PU sünger giderme ve sinterleme işlemleri yapılmıştır. Üretilen köpük numunelerin porozite miktarları % 81-88 aralığında hesaplanmış, SEM ve ışık mikoskobu kullanılarak mikroyapıları incelenmiş ve köpüklerin makro gözenekleri 746-830 μm aralığında hesaplanmıştır. XRD ile köpüklerin faz analizleri incelenmiş olup Ar atmosferinde üretilen köpüklerde TiO2 oluştuğu, Ar atmosferi ve vakum ortamında üretilen köpüklerde Ti yapının korunduğu fakat yüzeyde Ti(O, C, N) bileşiği oluştuğu görülmüştür. Vickers sertlik değerleri 436-1045 HV aralğında ölçülmüştür.

In this study, slurry foaming (polymeric foam impregnation) method was used in order to obtain open cellular titanium and Ti-6Al-4V foam. Slurry foaming method consists of slurry preparation, polymer sponge (PU ponge) immersing, drying, removal of PU sponge and sintering processes. In slurry preparation process, PVA as binder to adjust viscosity of slurry, TiH2 ve Ti-6Al-4V powders with powder size of -325 mesh as metallic powder, dispersant (Dolapix PC 67) to prevent sedimentation were used. It is crucial to adjust viscosity of slurry. PU sponge was immersed into prepared slurry and sufficient coating must be provided. Coated PU sponge was dried at room temperature and oven, then this sample was heat treated in order to remove PU sponge and sinter at horizontal tube furnace with argon atmosphere or vacuum furnace. Produced Ti and Ti-6Al-4V foams were analysed morphology of foam using scanning electron microscopy (SEM) and optical light microscope and size of macropores were calculated as 746-830 μm. Porosity was measured as % 81-88. In production of Ti and Ti-6Al-4V foams, XRD analysis were carried out to determine foam phase analysis and sintered under Ar atmosphere foams were formed TiO2 and under Ar atosphere and vacuum were protected Ti structure but on the surface Ti(O, C, N) compound formed. Hardness of foams was measured as 436-1045 HV.