Bilindiği üzere alüminyum içerisinde döküm esnasında oluşan boşluklar ciddi anlamda nihai ürünün kalitesini olumsuz olarak etkilemektedir. Yüksek basınçlı alüminyum dökümde karşımıza çıkan en yaygın porozite türleri gaz boşluğu(gas porosities) ve çekinti boşluğudur(shrinkage porosity). 

Gaz boşluğu döküm parçasının içerisinde sıkışmış hava olarak tanımlanabilir. Oluşma sebebi ise döküm esnasında meydana gelen hatalardır. Gaz boşlukları genellikle yuvarlak formlu ve opak görünümlüdür. Resim 1’ de gaz boşlukları görülmektedir.

Çekinti boşluğu, genel olarak et kalınlığının fazla olmasından kaynaklanan iç çatlaklar olarak tanımlanabilir. Çekinti boşluğu, katılaşma esnasında metalin hacminin azalmasından kaynaklanmaktadır. Aynı zamanda sıcak noktalar da çekinti boşluğuna sebep olabilir. Resim 2’de çekinti boşlukları görülmektedir.

Metaografik incelemeye başlamadan önce uygulanması gereken numune hazırlama adımları vardır . Alüminyum döküm malzemelerde porozite analizi için metalografik numune hazırlama işlemi sırasıyla 3 ana adımdan oluşmaktadır. Bu adımlar;

BİRİNCİ ADIM

KESME

Zımparalama ve parlatma işlemlerinde sarf malzemesini ve harcanan zamanı minimum seviyeye indirmek için, numunenin kesme işlemine özel bir özen göstermek büyük önem taşır. Kesme diski, kesilecek numunenin malzeme türüne ve sertlik değerine uygun olarak seçilmelidir. Sadece doğru kesme diski kullanmakla kalmayıp, işlemi dikkatli bir şekilde gerçekleştirmek, sonuçları muhteşem kılar. Daha fazla bilgi için, kesme diskleriyle ilgili detaylara buradan ulaşabilirsiniz. Bu şekilde, numune hazırlığınızı mükemmelleştirir ve zaman tasarrufu sağlayarak verimliliği artırırsınız.

İKİNCİ ADIM

BAKALİT ALMA

Bakalit alma işlemi, metalografik numunelerin hazırlanmasında kullanılan önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin sıcak bir reçine veya polimer matris içine yerleştirilmesini içerir. Sıcak bakalit almanın ana amacı, numunenin yüksek sıcaklıkta ve basınç altında stabilize edilerek optimum kesme, zımparalama ve polisaj işlemleri için uygun bir yüzey elde etmektir.

Bakalit alma  işlemi, belirli bir sıcaklık ve basınç koşullarının sağlanmasını gerektirir. Bu nedenle, uygun bir sıcak  bakalit alma cihazının kullanılması önemlidir. Sıcak bakalit almacihazları, istenilen sıcaklık değerlerini sağlayabilen hassas kontrol sistemleri ile donatılmış olmalıdır. Ayrıca, farklı numune boyutlarına ve şekillerine uygun değiştirilebilir kalıpların bulunması da önemlidir.

Sıcak ve soğuk  bakalit alma cihazları veya sarf malzemeleri hakkında detaylı bilgi için ilgili sözcüğe tıklayabilirsiniz.

ÜÇÜNCÜ ADIM

ZIMPARA VE PARLATMA

Numune zımpara parlatma işlemi, metalografik analiz için önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin yüzeyini düzleştirerek optik mikroskobik inceleme için uygun bir yüzey hazırlar. Numune parlatma işlemi, çeşitli aşamalardan oluşur ve dikkatli bir şekilde yapılması gereken bir süreçtir.

Numune zımpara parlatma için ilk adım, numunenin kesme işleminden sonra elde edilen yüzeyin pürüzsüzleştirilmesidir. Bu aşamada, numune önce kaba zımparalarla işlenir ve ardından daha ince zımparalarla işlemeye devam edilir. Bu aşamada, doğru zımpara türü, numunenin malzeme özelliklerine ve boyutuna uygun seçilmelidir.

Zımpara ve parlatma keçeleri için detaylı bilgiye buradan ulaşabilirsiniz

ALUMINYUM POROZİTE ANALİZİ METALOGRAFİK NUMUNE HAZIRLAMA ADIMLARI

• İncelenecek olan numunenin sahip olduğu sertlik değerine göre seçilen reçine kesme diski ile ana malzemeden bir kesit numune alınması,
• Kesme sonrası numunenin sıcak bakalit cihazı ile kalıba alınması,
• Bakalit işlemi sonrası sırasıyla P180,P320,P600,P1200 gritlerde zımparalama (SiC),
• Zımpara sonrası sırasıyla  3μ,1μ elmas süspansiyon ve parlatma keçeleri ile parlatma işlemi,
• Son olarak  Keller ayracı (2ml HF + 3ml HCl + 5ml HNO3 + 190ml Su)  ile dağlama.
• Hazırlanan ürünün mikroskop altında incelenmesi.

UYGULAMADA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN NOKTALAR

• Numunede, hazırlama yönteminden kaynaklı çizikler ne kadar az olursa o kadar kesin sonuçları kolayca alacağınız kesindir. Bu sebeple numune hazırlama aşamaları özenli ve dikkatli bir şekilde yapılması gerekmektedir.
• Ölçümlerinizden emin olmak için, cihaz ve yazılım kalibrasyonlarının doğru, yazılımın ölçüm sonuçlarının kontrol edilebilir olduğundan emin olunmalıdır.

Alansal bazlı değerlendirme düşünüldüğünde nihai ürünün çalışacağı yere göre belli yüzdeye kadar porozite oranı(%2-3) kabul görmektedir. Ancak bu yüzdesel değeri veri olarak net bir şekilde görebilmek için mikroskop ve görüntü analiz sisteminden faydalanmak gerekmektedir.

Her tür üstten aydınlatmalı endüstriyel ışık mikroskobu ile bu yapıların görüntülenmesi mümkün iken farklı tiplerdeki mikroskoplar numunenin hazırlanması veya numune yüzeyinde gezinme kolaylığı gibi farklı avantajları barındırmaktadırlar. Kullanıcıların kullanım pratiği, numune çeşitliliği ve şekline göre uygun mikroskopların seçimi her firma ve kullanıcıya göre farklılık göstermektedir.

Farklı yazılımların kabiliyetleri ise kullanıcıya kolaylık, hız ve doğruluk anlamında önemli farklar sağlamaktadır. Kullanıcılara yol gösteren ve ölçümlerin tek tek de doğrulamasının yapılabildiği yazılımlar, analiz şeklinin de tespit edilerek kontrol edilmesi açısından önemlidir.

Resim 4 : Nikon MA100N ters metal mikroskobu