Direnç Kaynağında Kullanılan W+Cu+(X) Elektrodunun Toz Metalurjisi Yöntemi ile Üretimi, Karakterizasyonu ve Mikroişlenebilirliği

Abstract

Bu çalışmanın amacı, piyasada kullanılan direnç elektrodunu toz metalurjisi (T/M) yöntemini kullanarak, farklı sinterleme teknikleriyle üretimini sağlarken, yüksek sıcaklıklara dayanabilen, elektriksel özellikleri iyileştirilmiş, ark kararlılığı arttırılmış, uzun ömürlü, akım taşıma kapasitesi geliştirilmiş, mikro işlenebilirlik özelliği daha iyi olan, tungsten esaslı farklı alaşım elementleri içeren bir direnç elektrodu malzemesi üretmektir. Bu yüzden tungsten esaslı farklı kompozisyonlara sahip elektrot malzemesi numuneleri üretilmek üzere; W, Cu, Ag, Ni ve Co metal tozları kullanılarak içeriği 12 farklı kompozisyondan oluşan ve her kompozisyondan 2’şer adet numune üretilebilecek kadar olmak üzere toplam 24 adet karışım oluşturulmuştur.

Hazırlanan kompozisyonlar 500 bar basınç altında preslenerek 24 adet numune sinterlenmeye hazır hale getirilmiştir. Sinterleme işlemleri ise saf (%99 saflıkta) argon atmosferli tüp fırında, 1000 ºC ve 1100 ºC sıcaklıkları arasında 1,5 saat süre ile uygulanmıştır. Oluşturulan tungsten esaslı kompozit numunelerin mikroyapı, mikro vickers sertlik, mikro işlenebilirlik ve elektrik iletkenliği analizleri ile farklı oranlarda Cu, Ag, Ni ve Co metal tozları ilavesinin mekaniksel ve elektriksel özelliklerine etkileri araştırılmıştır.

Mikroyapı çalışmaları, X ışını difraksiyon analizi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Sinterleme sonrasında numunelerde meydana gelen tabakaların faz analizi, XRD analizi yapılarak belirlenmiştir. Numunelerin sinterleme sonrası yüzeyleri, mikro işleme sonrası kesici takım uçlarındaki aşınmış yüzeyler SEM ile incelenmiş ve tabaka/yüzey görüntüleri elde edilmiştir. Ayrıca numunelerin yüzey tabakalarının sertliği mikro vickers sertlik cihazında ölçülmüştür. Mikro işleme işlemi CNC dik işleme tezgâhında, soğutma sıvısı kullanılmadan, kesici takım ucunun sabit devir, sabit ilerleme hızı ve sabit derinlikte malzeme üzerinden talaş kaldırılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Kesici takım olarak 500 μm çapında kaplanmamış tungsten karbür esaslı mikro freze (WC) kesici takımı kullanılmıştır. Numune üzerinde oluşan kanallarda kesici takımın meydana getirdiği çapak miktarları ve yüzey pürüzlülükleri 3D profilometre ile tespit edilmiştir. Kesici takım uçlarındaki elementel dağılımları belirlemek için enerji dağılımı spektrometre (EDS) element analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucu elde edilen analiz sonuçları literatür verileri doğrultusunda incelenmiştir.