An investigation of the mechanical properties of composite materials produced with brass and cast iron chips

Yüksek Lisans TeziSon zamanlarda, endüstride geri dönüşümün önemi hammadde ve enerji ihtiyacından dolayı gittikçe artmaktadır. Metaller işlenirken, üründen önemli miktarda metal talaş oluşmaktadır. Bu metal talaşlar, genellikle ergitilerek geri dönüşümü yapılır ama bu geleneksel geri dönüşüm yönteminde, korozyondan dolayı metal kayıpları, enerji ve işgücü maliyetleri ve çevreye salınan zararlı gaz miktarının fazla olması gibi dezavantajlar bulunmaktadır. Bu çalışmada, talaşlı üretim prosesi sonucunda bol miktarda oluşan atık metal talaşlarının geri kazanımında toz metalürjisi işlemine benzeyen, klasik ergitme prosesine alternatif bir metot izlenmiştir. Atık metal talaşların öncelikle öğütülmesi ve elenmesinin ardından, yüzeylerinde bulunan kir ve oksitten arındırılması maksadıyla ultrasonik temizleme işlemi yapılmıştır. Sonraki aşamada dökme demir ve pirinç bileşenleri ağırlıkça üç farklı oranda hazırlanmıştır. Hazırlanan bu üç ayrı kompozisyonu oluşturan metal partiküllerin yüzeyleri borik asit ile kaplanmıştır. Kompozisyon içerisindeki bileşenlerin homojen bir biçimde dağılması için 15 dk. karıştırılmıştır. Sonraki aşamalarda ise homojen yapıya kavuşturulan metal partikül karışımları silindirik kalıp içerisinde oda sıcaklığında 730 MPa basınç altında sıkıştırılıp sonrasında atmosfer kontrollü fırın içerisinde 942 ºC sıcaklıkta sinterlenerek kompozit malzemelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, sertlik, basma testi ve bu özelliklere doğrudan etki eden gözeneklilik oranı tespit edilmiştir. Ayrıca optik ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımı ile mikro yapı incelemeleri yapılmıştır. Bunun sonucunda karışım oranlarının, mekanik özelliklere ve mikro yapıya etkisi incelenmiştir.Recently, the importance of recycling in industry is growing rapidly due to the raw materials and energy requirements. Waste metal chips are got substantially while metals products are machined. These metal chips are usually recycled by melting but this traditional recycling method has disadvantages such as the corrosion of metal loss, energy and labor costs and the amount of gas released into the environment. In this study, waste metal chips which are produced by machining process were recycled with the alternative method similar to powder metallurgy. Firstly waste metal chips are grinded, eliminated and after ultrasonic cleaning process was performed them to clean from dirt and oxide. Later cast iron and brass metal components were prepared in three different percentage by weight. Surfaces of metal particles which formed the three different composition were covered with boric acid. Later three different metal composition were mixtured 15 min. mechanically. Then, three different metal particle mixtures pressed under 730 MPa pressure at room temperature and sintered at 942 °C temperature in atmosphere controlled oven, thus composite materials were produced. Porosity, hardness and compression test of composite materials were performed to determine the mechanical properties. In addition microstructure of composite materials were investigated with SEM and optical microscope. Consequently, The effects of mixture rates to mechanical properties and microstructure were investigated