Alüminyum Talaşının Geri Kazanımı Ve Uçucu Kül Takviyeli Alüminyum Matrisli Kompozit Üretimi

Abstract

Bu çalışmada, sıfıraltı sıcaklıklarda mekanik öğütme işlemi ile alüminyum alaşımı talaşlarının geri kazanımı ile uçucu kül takviyeli ve uçucu kül takviyesiz alüminyum matrisli kompozit malzeme üretimi incelenmiştir. Bağlayıcı faz olarak ortalama parçacık boyutu 27 μm olan saf alüminyum tozu kullanılarak değişen talaş ağırlık oranlarına sahip toz – talaş karışımları hazırlanmıştır. Ayrıca, eşit ağırlık oranına sahip Al tozu ve 6061 alaşımı talaşı içeren ve değişen ağırlık oranlarında uçucu külden oluşan karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımların bir kısmı atritörde sıvı azot ortamında kriyojenik şartlarda öğütülmüş, diğer bir kısmı da elle karıştırılmıştır. Karışımlar tek yönlü olarak soğuk preslendikten sonra 350 ºC’ de ekstrüde edilerek silindirik numuneler elde edilmiştir. Hazırlanan numuneler mikroyapı, mekanik özellikler ve korozyon davranışı açısından incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre, uçucu kül hacim oranının artması ile yoğunluk ve elektrik iletkenliği düşmekte, boşluk hacim oranı artmaktadır. Fakat, elle karıştırma işlemine nazaran kriyoöğütme işlemiyle ve kriyoöğütmedeki öğütücü bilya/karışım ağırlık oranının artmasıyla kompozitin boşluk hacim oranındaki artış azalmaktadır. Kriyoöğütme işleminde en yüksek bilya/toz ağırlık oranına sahip numunelerin sertlik, akma ve basma dayanımı değerleri diğer numunelerden daha yüksektir. Bu numunelerde, uçucu kül takviye oranı yaklaşık ağ. % 5 olduğunda mekanik özellikler en yüksek değerde iken artan uçucu kül takviyesi ile düşmektedir.

In this thesis, recycling of aluminum alloy chips by mechanical milling process at subzero temperatures and production of aluminum matrix composite with and without fly ash addition was investigated. Using the pure Al powder that has average particle size 27 μm as a binder phase, powder – chips mixtures with different amount of chips were prepared. Additionally, blends that have different wt. % fly ash with the same weight ratio of pure Al powder and 6061 alloy chips were prepared. Some of this mixtures were cryomilled at the attritor type mill, other mixtures were prepared by hand mixing. All mixtures were pressed in the one direction. Then, these disks were extruded at 350 ºC. Microstructural characterizations, mechanical properties characterizations and corrosion test of these samples were performed. According to the experimental results, density and electrical conductivity decrease and porosity level increases with the increased wt % fly ash in the composites. However, porosity level decreases with the cryomilling process and increasing ball/powder weight ratio at the cryomilling. Hardness, compressive yield strength and compressive strength of the cryomilled specimens that have bigger ball/powder weight ratio are supreme when compared with others. Mechanical properties of these composites have highest values when fly ash reinforcement ratio is about 5 wt. % whereas mechanical properties decrease with the increasing fly ash content.