Deneylerin yapılışı
Metal köpük eldesi ile ilgili deneylerde Eti Alüminyum A.Ş. laboratuarları kullanıldı. Deney setinin potası yaklaşık 25 kg alüminyum alacak kapasitededir. Her deney için alüminyum esaslı alaşım elementinden 20 kg tartıldı ve harici bir fırında yaklaşık 750-800 ºC sıcaklığa kadar ısıtılarak ergitildi. Ergitme işlemi deney düzeneği potası içinde de yapılabilirdi, ancak ergitme işleminin uzun sürmesi bu yönde bir çalışmayı gerektirdi. Ergimiş alaşım belli sıcaklığa kadar ısıtılmış makinanın potasına dökülüp bir süre karıştırıldı. Karışım içine yine başka bir fırında 800-1200 ºC sıcaklığa kadar ısıtılmış kararlaştırıcı parçacıklar %5-20 arasında değişen oranda ilave edildi. Alaşım ve kararlaştırıcı bir süre birlikte karıştırılarak karışımın ıslanması ve homojen bir karışım haline gelmesi sağlandı. Müteakiben potadaki malzeme sıcaklığı düşerken uygun sıcaklıkta bir süre gaz üflenerek alüminyum köpük elde edilmeye çalışıldı. Deneyler ve elde edilen sonuçlar aşağıdadır.
Deney No:01
Deneylerin yapılması için AlSi7Mg alaşımı hazırlandı. Bu alaşım daha önceden Alulight firmasından getirtilen numune alaşımlarının terkibi ile benzer olarak üretildi. Alaşıma ingotlarına ait resim Şekil 3.7’de, içinde bulunan elementler Çizelge 3.1’de verilmiştir. Deneylerde kullanılan alüminyum alaşım ingotları Şekil 3.7’de gösterilmiştir. Karışım 750 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 650 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 10 dakika 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %5 oranında 800 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 20 dakika karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. Sistemin ısı kaybetmediği, sıcaklığın çok yavaş düştüğü görüldü. Bir sonraki deneyde, deney düzeneği sıcaklığının biraz daha düşük tutulması fikri ortaya çıktı. Alüminyum oksidin ana malzemeye karışmadığı gözlendi. Köpürme sağlanamadı.
Deney No:02
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı hazırlandı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 600 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %7,5 oranında 850 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye tam anlamıyla karışmadığı gözlendi.. Karıştırıcı mil ucunda bulunan pervane kırıldı. Köpürme sağlanamadı.
Deney No:03
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine 800 ºC döküldü. 30 dakika süre ile 700 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %10 oranında 900 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye tam anlamıyla karışmadığı gözlendi. Sıcaklığın çok yavaş düştüğü, ergimiş malzeme içinde gaz kabarcıklarının kümelendiği parçalara ayrılmadığı görüldü. İstenilen bir köpük malzeme elde edilemedi.
Deney No:04
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı yeniden hazırlandı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %12,5 oranında 1000 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika
süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye tam anlamıyla karışmadığı gözlendi. Köpürme sağlanamadı.
Deney No:05
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %15 oranında 1100 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye kısmen karıştığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:06
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %15 oranında 1200 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye biraz daha fazla karıştığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:07
Bu deneyde Eti Alüminyum A.Ş. ürünlerinden ETİAL-160 alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 600 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %10 oranında 1000 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave
edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye tam karışmadığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:08
Bu deneyde Eti Alüminyum A.Ş. ürünlerinden ETİAL-160 alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %15 oranında 1200 ºC sıcaklıkta alüminyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Alüminyum oksidin ana malzemeye tam karışmadığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:09
Bu deneyde Eti Alüminyum A.Ş. ürünlerinden ETİAL-160 alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %5 oranında 800 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. zirkonyum oksidin ana malzemeye tam karışmadığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:10
Bu deneyde Eti Alüminyum A.Ş. ürünlerinden ETİAL-160 alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550
ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %10 oranında 1000 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. zirkonyum oksidin ana malzemeye tam karışmadığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:11
Bu deneyde Eti Alüminyum A.Ş. ürünlerinden ETİAL-160 alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %12,5 oranında 1100 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. zirkonyum oksidin ana malzemeye tam karışmadığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:12
Bu deneyde Eti Alüminyum A.Ş. ürünlerinden ETİAL-160 alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %15 oranında 1200 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Zirkonyum oksidin ana malzemeye kısmen karıştığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:13
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı hazırlandı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde
yaklaşık 600 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %7,5 oranında 850 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Zirkonyum oksidin ana malzemeye tam anlamıyla karışmadığı gözlendi.. Karıştırıcı mil ucunda bulunan pervane kırıldı. Köpürme sağlanamadı.
Deney No:14
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine 800 ºC döküldü. 30 dakika süre ile 700 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %10 oranında 900 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 600 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Zirkonyum oksidin ana malzemeye tam anlamıyla karışmadığı gözlendi. Sıcaklığın çok yavaş düştüğü, ergimiş malzeme içinde gaz kabarcıklarının kümelendiği parçalara ayrılmadığı görüldü. İstenilen bir köpük malzeme elde edilemedi.
Deney No:15
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %15 oranında 1100 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 4,5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Zirkonyum oksidin ana malzemeye kısmen karıştığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
Deney No:16
Bu deneyde de daha önce kullanılan alaşım elementi olan AlSi7Mg alaşımı kullanıldı. Karışım 800 ºC sıcaklığa kadar başka bir fırında ısıtıldı. Ergimiş halde yaklaşık 550 ºC sıcaklığındaki fırın-karıştırıcı içine döküldü. 30 dakika süre ile 750 ºC sıcaklıkta karıştırıldı. Karışım içine %15 oranında 1200 ºC sıcaklıkta zirkonyum oksit ilave edildi. 60 dakika süre ile karıştırıldı. Devamında 60 dakika süreyle 5 bar basınçta sisteme argon gazı verildi. 580 ºC sıcaklığa düşünceye kadar karıştırmaya ve gaz üflemeye devam edildi. Zirkonyum oksidin ana malzemeye biraz daha fazla karıştığı gözlendi. İstenilen boyutta köpürme sağlanamadı.
EK – 2
ALÜMİNYUM KÖPÜK ISI TRANSFER MODELİ İÇİN TURBO PASCAL