Toz Metalurjisi Nedir ? Malzeme Nasıl Üretilir ?

Öncelikle toz nedir nelere toz denir ona değinelim. Boyutu 1 mm’nin altındaki partiküllere toz denir. Genel olarak metal esaslı oldukları gibi seremik ve polimer esaslıda olabilirler ve aynı zamanda bileşik halde de olabilirler.

Tozların yüzey alanı / hacim oranının çok yüksek olması karakteristik özelliklerindendir. Tozlar sadece küresel şekillerde değildir.

Köşeli, damla, yumru, silindirik, düzensiz, levhasal, poligonal, dentritik şekillerde de olabilir.

Toz metalurjisi : Tozların kombinasyonlarının istenilen şekilde ayarlandığı üretim yöntemidir. Saf metallerin ve alaşımların toz haline getirilmesinden çeşitli makine parçalarının belirli yöntemlerle üretilmesini kapsar.

Toz Metalurjisi Aşamaları

Toz Metalurjisi aşamalarını 6 başlık altında inceleyebiliriz. Bunlar:

1. Tozların Üretimi

Bu aşamada çeşitli alaşımlar veya saf malzemeler mekanik, elektrolitik, kimyasal ve atomizasyon yöntemleriyle toz haline getirilir.

Bu yöntemlerinde kendi başlıkları altında çeşitli işlem farklılıkları vardır. Bu da doğal olarak toz elde etme yöntemlerinin çok çeşitli yolları olduğunu gösterir.

2. Harmanlama ve Karıştırma

Harmanlama: Aynı kompozisyona sahip tozların karıştırılması işlemidir.

Karıştırma: Farklı kompozisyondaki tozların veya element halindeki tozların karıştırılması işlemidir.

Elde edilen tozlar çeşitli yöntemlerle karıştırılarak homojen bir yapı elde etmeye çalışılır.

3. Presleme

Tozların bir kalıp içerisinde sıkıştırılarak istenilen şekle sokulması işlemidir. Bu işlem sonrasında  tozlar istenilen mukavemete ulaşmış olur. Presleme sıcak veya soğuk gibi çeşitli yöntemlerle uygulanabilir.

4. Sinterleme

Prenlenmiş parçaları oluşturan tozlar arasında koherant (uyumlu, bitişik) yapılar oluşturmak amacıyla koruyucu atmosfer veya vakum altında ve malzemenin ergime sıcaklığı altında gerçekleştirilen ısıl işlemdir. Bu işlem presleme sonrası oluşan mikro boşlukları gidermek için uygulanır. Bir diğer amacı da kompaktın fiziksel özelliklerini geliştirmektir.

5. Üretim Aşamaları

Bu aşamada isteğe bağlı olarak malzemenin üretimi sonrası malzemenin durumuna göre tekrar işleme tabi tutulabilir.Bunlar tekrar presleme ve tekrar sinterleme bu aşamada yapılabilir. Bu işlemler uygun görülürse bu aşamada uygulanır.

6. Bitirme İşlemleri

Malzemeyi kullanıma hazırlamak için kullanılan son aşamasıdır. Bu aşamada ısıl işlem, talaşlı imalat,  temizleme, markalama ve paketleme gibi işlemler gösterilebilir.

Toz Metalurjisinin Avantajları ve Dezavantajları

Toz Metalurjisi Avantajları:

1.Talaş kaldırma işlemi gerektiğinde ve çok az olduğundan hurda kaybı azdır.

2. Ergitme kayıpları azdır.
3. Konveksiyonel yöntemlere üretilmeyen alaşımların üretilmesine imkan verir. Bu maddede anlatılmak istenen şudur; Bazı metaller alaşım olarak döküm yoluyla elde edilemez bunlara çinko ve titanyum örnek verilebilir. Titanyum 1668 ^oC de erirken çinko ( buharlaşma sıcaklığı 907 ^oC ) o sıcaklıkta buharlaşmaktadır. Bu yüzden bazı alaşımlar sadece bu yöntemle üretilebilir.
4. Metal olmayan malzemeler metal malzemeler içerisine homojen olarak yayılabilir.
5. Uygun toleransta ve yüzey kalitesinde parçalar üretilebilr.
6. Sinterlenmiş parçalarda gözeneklilik veya tam dokuluk sağlanabilir.
7. Seri üretim yapılabilir.

Toz Metalurjisi Dezavantajları: 

1.Toleranslar talaşlı imalata göre daha kabadır.

2. Tozların kalıp içerisinde akışkanlıkları sınırlıdır.
3. Grift (çok karışmış olan parçalar ) parçaların üretimi sınırlıdır.
4. Seri üretim yapılmazsa ekonomik değildir.
5. Tozların maliyeti ingot malzemeye göre daha yüksektir.
6. Mekanik özellikler bazı işlemler yapılmadığı taktirde iyileştirilemez.