Mekanik alaşımlama yöntemi ile ZA27 esaslı kompozit malzemelerin üretilmesi ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, ilk olarak döküm yöntemi ile elde edilen ZA27 alaşımından gaz atomizasyonu yöntemi ile ZA27 matris tozları üretilmiştir. Daha sonra, eleme yöntemi ile 63 μm elek altı matris tozları elde edilmiştir. Takviye malzemesi olarak, nano grafit ve alümina (100 nm) tozları kullanılmıştır. Nano-grafit ve alümina tozları ile ZA27 tozlarının karışımından gezegen tipi bilyeli öğütücüde 8 saatlik öğütme sonucu mekanik alaşımlama yöntemi ile hibrit nanokompozit tozlar üretilmiştir. Öğütülen tozlar, 3 saat boyunca 432 0C sıcaklıkta sinterlendikten sonra 350 MPa basınç altında, sıcak presleme yöntemi ile ZA27 ve hibrit nanokompozit numuneler üretilmiştir. Aşınma deney parametreleri olarak; 30 dk deney süresi, 100 dev/dk devir sayısı ve 10 N yük seçilmiştir. Her deneyde, bu parametrelerden ikisi sabit tutulup diğeri değiştirilerek uygulanmıştır. Hacimce %1 grafit ve %4 alümina içeren hibrit nanokompozitlerin iyi tribolojik özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Ancak sadece düşük yük, düşük hız ve uzun deney süresi koşullarında, hacimce %4 grafit ve %4 alümina takviyeli hibrit nanokompozitlerin en üstün özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Katkısız ZA27 malzemenin aşınma yüzeyleri SEM'de incelenmiştir ve ana aşınma mekanizması olarak adhezif ve tabakalaşma aşınması belirlenmiştir. Hibrit nanokompozitlerde ise alümina oranının artmasıyla ana aşınma mekanizmasının abrazif aşınma olduğu anlaşılmıştır.