Metalik Cam ve Kompozitlerinin Üretimi için Vakum Ark Ergitme ve Döküm Fırının Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada vakum ark ergitme ve döküm yapabilme yeteneğine sahip bir döküm ocağı tasarımı yapılmıştır. Kontrollü ve orta dereceli vakum seviyelerinin sağlandığı bu cihazda, yüksek ergime sıcaklığına sahip alaşımların ergitme işlemleri yapılabilmektedir. Laboratuvar ölçekli olan bu tasarım, metalik cam malzemelerin üretiminde kullanılan damlatma/düşürme döküm, eğerek döküm, emmeli döküm ve piston-örs döküm yöntemlerinin hepsini içermektedir. Bu yöntemler sayesinde, koruyucu argon atmosferi altında hızlı soğutma sürecinin ihtiyaç duyulduğu amorf yapıya sahip alaşımların üretilebilmesi amaçlanmıştır. Sonuç olarak, tasarlanan vakum ark ergitme ve döküm cihazı ile kobalt esaslı iri hacimli metalik cam alaşımlar ve amorf alaşım kaplı çeşitli metal kompozit malzemeler üretilerek, elde edilen yeni malzemelerin mikroyapı, mekanik ve termal özellikleri incelenmiştir.

In this study, the development of a furnace with the capability of vacuum arc melting and casting is described. Melting process of the alloys with high melting temperatures can be achieved by this machine that involves controlled atmosphere and medium vacuum levels via electric arc. It was also aimed to produce metallic glasses with amorphous structure that needs rapid cooling processes. The design scaled for laboratory utilizes several methods applied for the production of metallic glass materials, such as drop casting, tilt casting, suction casting and piston-anvil casting methods. As a result, Cobalt-based bulk glassy alloys and composite structures coated with metallic glass were successfully produced and investigated the microstructural, mechanical and thermal properties of the alloys.