Toz metalurjisi (PM), teknik detayları ve üretim süreçleriyle endüstriyel uygulamalarda geniş yer bulsa da, bu teknolojinin temellerini anlamak için yapılan eğitimsel ve laboratuvar odaklı deneyler büyük önem taşır. Öğrenciler ve araştırmacılar için bu deneyler, hem teorik bilgiyi pekiştirme hem de üretim süreçlerine hâkimiyet kazanma açısından oldukça değerlidir.
Bu yazıda, üniversite düzeyindeki öğrenciler ve yeni başlayan araştırmacılar için uygulanabilir nitelikteki basit, düşük maliyetli ve eğitici PM deneyleri anlatılmaktadır.
Amaç: Metal tozlarının mekanik presle sıkıştırılması sonrası yoğunluk değişimini gözlemlemek.
Malzemeler: Demir tozu, manuel veya hidrolik pres, hassas terazi, kumpas.
Yöntem:
Belirli miktarda metal tozu kalıba yerleştirilir.
Farklı basınç seviyelerinde sıkıştırma uygulanır.
Numune hacmi ölçülerek yoğunluk hesaplanır.
Öğrenilenler: Yoğunluk-basınç ilişkisi, kompaktlama prensipleri, yeşil yoğunluk hesaplama.
Amaç: Önceden sıkıştırılmış toz metal parçasının sinterleme öncesi ve sonrası özelliklerini incelemek.
Malzemeler: Kompakt numune, laboratuvar fırını, sıcaklık sensörü.
Yöntem:
Kompakt numune belirli sıcaklıklarda sinterlenir (örn. 800-1100°C).
Kütle değişimi, boyutsal değişim ve renk gözlemi yapılır.
Öğrenilenler: Sinterleme sıcaklığı ve süresinin etkileri, mikroyapıdaki değişimler, büzülme davranışı.
Amaç: Farklı metal tozlarının homojen karışımının değerlendirilmesi.
Malzemeler: Farklı renkli metal tozları (örn. bakır + demir), karıştırıcı, elek, mikroskop.
Yöntem:
Tozlar çeşitli sürelerde karıştırılır.
Eleme ve mikroskopik gözlem ile karışım homojenliği değerlendirilir.
Öğrenilenler: Karıştırma süresinin ve yönteminin etkisi, ayrışma, segregasyon analizi.
Amaç: Sıkıştırılmış ve sinterlenmiş numunelerin gözenek yapısının belirlenmesi.
Malzemeler: Sinterlenmiş numune, suya batırma kabı, vakum pompası.
Yöntem:
Numune suya batırılarak doygunluk sağlanır.
Kuru, doygun ve yüzey kurulanmış kütleler ölçülerek gözeneklilik hesaplanır.
Öğrenilenler: Açık ve kapalı porozite farkı, su emme kapasitesi, malzeme yoğunluğu.
Amaç: PM ile üretilmiş numunenin mekanik dayanımını görmek.
Malzemeler: Kompakt numune, basit yükleme düzeneği.
Yöntem:
Numune üzerine artan yük uygulanır.
Kırılma yükü gözlemlenir, dayanım tahmini yapılır.
Öğrenilenler: Yeşil mukavemet, sinter sonrası mukavemet farkı, çatlak gözlemi.
Teorik bilgi ile uygulama arasında köprü kurar.
Öğrencilerin mühendislik sezgilerini geliştirir.
Basit donanımlarla derinlemesine bilgi sunar.
Takım çalışması ve problem çözme yeteneklerini artırır.
PM teknolojisinin endüstriyel önemini erken yaşta kavratır.
