Titanyum Alaşımların Eklemeli İmalat Yöntemi İçin Geri Dönüşüm Süreçlerinin ve İleri Toz Malzemelerin Geliştirilmesi Projesi

Proje Özeti

Havacılık ve Uzay Sanayiinde üretilen yapısal parçaların büyük çoğunluğu yassı, plaka, çubuk formunda alüminyum ve titanyum ham malzemelerinden oluşmaktadır. Kompozit malzemelerin havacılık platformlarında gittikçe daha çok yer kaplaması ile korozyon direnci olarak uygun ve aynı zamanda yoğunluğuna göre göstermiş olduğu yüksek mekanik özellikleri sebebiyle titanyum malzemelerin kullanımı artmaktadır. Eksiltmeli imalat teknolojileri kullanılarak elde edilen parçaların üretimi sırasında ham malzemeler büyük bir oranda talaş formunda hurda olarak atılmaktadır. Bu oran, titanyum malzeme özelinde genellikle %90’ın üzerindedir.

Ti6Al4V Grade 5 havacılık sektöründe en çok kullanılan titanyum alaşımı olup, TUSAŞ’ta yıllık olarak yüksek tonajlarda talaş elde edilmektedir. Bu talaşlar, titanyum geri dönüşümü yapılan ülkelere kilogram başına çok düşük fiyatlarda ihraç edilmektedir. Ti6Al4V Grade 5 alaşımı toz yataklı eklemeli imalat teknolojilerinde de aynı kimyasal kompozisyonda toz formunda kullanılmaktadır. Toz formundaki Ti6Al4V alaşımı talaş formuna oranla 140 ile 180 kat arasında fazla bir fiyat ile ithal edilmektedir. Bu aradaki yüksek katma değer, hurdanın eklemeli imalata uygun toz formda oluşturulmasını içermektedir. Ti6Al4V hurda talaşların yüksek katma değerine sahip toz formuna geri dönüştürülmesi, günümüzde önemi gittikçe artan titanyum ham malzemelerinin (yassı, plaka, dövme, toz vb.) olası ihraç kısıtlamaları da göz önüne alındığında büyük önem arz etmektedir.

Amaç ve Kapsam

Önerilen bu proje ile hurda olarak atılan Ti6Al4V talaşların, toz yataklı eklemeli imalat prosesine uygun ham malzeme tozuna geri dönüşümü ile Ti6Al4V malzemesine alternatif yüksek düzensiz alaşım geliştirilmesi hedeflenmektedir. Ti6Al4V geri dönüşümü kapsamında ilk olarak üretimden alınan talaş malzemeler öncelikle uygun kimyasal ile yıkama işleminden geçirilerek, işleme sırasında kullanılan soğutma sıvısından arındırılacaktır. Akabinde, talaşlar öğütme işlemine tabii tutularak düzensiz yapılı toz formuna dönüştürülecektir. Hidrürleme işleminin öğütme işlemine ve bütünleyici olarak geri dönüşüm prosesine etkisi de ayrıca incelenecektir. Alaşım geliştirme hedefine yönelik, öncelikle yüksek düzensiz alaşım kompozisyonlarının belirlenmesi amacıyla termodinamik analizler gerçekleştirilecektir. Analizler doğrultusunda belirlenen kompozisyonlar ile deneysel çalışmalar yürütülecektir. Deneysel çalışmaların sonuçlarınca bir kompozisyon seçilerek toz formunda üretimi hedeflenecektir. Hem Ti6Al4V geri dönüşümünde hem de alaşım geliştirme sonucunda elde edilen tozlar eleme işleminden geçirilerek 15-120 µm boyutunda elde edilecektir. Bu boyutlara sahip düzensiz morfolojideki tozlar, küreselleştirme işlemine tabi tutulacaktır. Elde edilen küresel tozlar ile lazer ışınlı eklemeli imalat yöntemi ile parça, kupon veya numuneler üretilerek testlere tabi tutularak parça kalifikasyonu tamamlanacaktır.