Sanatçı Ferdi Özbeğen tarafından popüler hale getirilen ve sözleri Ülkü Aker’e, bestesi Coşkun Sabah’a ait şarkının bir dörtlüğünde “İşte bu bizim hikayemiz/ öyle saf öyle temiz/kenetlenmiş ayrılamaz/ kalbimizde ellerimiz” denilmektedir. Kısaca platonik bir aşkı hikâye ettiğinden bahsedilebilir. Benim (yoksa bizim mi demeliyim?) hikayemi de kısaca aşağıda bulacaksınız. Mikrometre mertebesinde boyutuyla bir toz partikülünün başka benzer toz partikülleriyle bir araya gelip bir iş parçasını nasıl oluşturduğunun veya teknik dille imal edilmesinin hikayesi benimkisi. Ben kim miyim? En yalın ve basit ifade ile ben “demir tozuyum”. Nasıl insanlar değişik soy ve boylardan oluşuyorsa biz metaller de farklı cinslere ayrılırız. Metallerin en genel sınıflandırılması “demir esaslı” ve “demir dışı” olarak yapılır. Ben demir esaslı metal grubunun en önemli üyesiyim ve bu şekilde adlandırılırım. Tüm dünya ülkelerinde imalatçılar makine parçası, teknolojik bir yapı elemanı veya sistem malzemesi olarak değişik tozları kullanmaktadır. Metaller olarak her bir çeşidimizin farklı özelliklere sahip olduğunu bizi kullanan teknik elemanlar çok iyi bilir, bu ayırdıma bağlı olarak bizi seçer ve kullanırlar. Sözü biraz uzattım galiba.
Öyleyse anlatmaya öncelikle hemen kendimi tanıtarak başlayayım. Hani insanlar kendisini tanıtırken belli bilgileri verirler ya, ben de öyle yapacağım. Gaz atomizasyonu yöntemiyle üretilmiş demir tozu olduğumdan küresel şekle sahibim. Benim üretim şeklim gaz atomizasyonu ama başka üretim yöntemleri de mevcuttur. Buradan toz özelliklerini belirleyen önemli parametrelerden birisinin toz üretim şekli olduğu çok açık bir şekilde anlaşılıyor olmalı. Diğer toz üretim yöntemleri kısaca su atomizasyonu, mekanik öğütme, elektroliz ve kimyasal yöntemler olarak sıralanabilir. Her bir yöntemle üretilen tozların şekli, tane boyutu, boyut dağılımı, yüzey morfolojisi gibi özellikleri çok farklılık gösterir. Siz insanlar için de durum benzer değil mi? Kiminiz sarışın, kiminiz esmer, kiminiz siyahi kiminiz yeşil gözlü, mavi gözlü, siyah gözlü, kiminiz uzun boylu iken kiminiz kısa boylu değil mi? Diğer yandan kiminiz sportmen, kiminiz ince ruhlu sanatçı kişiliğe sahip, kiminiz fen bilimlerinde çok iyi iken kiminiz sosyal alanlarda oldukça başarılı. İşte farklı üretim yöntemleriyle üretilmiş tozların özellikleri de bu tarzda değişmekte. Bazı toz arkadaşlarımın serbest haldeki yoğunluğu– aramızda kalsın ama biz buna görünür yoğunluk diyoruz- yüksek, bazı toz kardeşlerimizin sıkıştırılabilirliği daha iyi, kimi tozların akıcılığı çok iyidir. Hani bazı insanlar ne kadar akıcı konuşur, dinleyenleri ciddi olarak etkiler ve etkisi altına alır ya, işte tozların akıcılığının iyi olması kalıp içinde rahatça hareket edebilmesi, kalıbın her noktasına kadar girebilir anlamına gelir. Benim akıcılığım da iyidir. Bu hem küresel şekle sahip olmam hem de yüzeyimin çok iyi kalitede olmasından dolayı akıcılığım diğer yöntemlerle üretilmiş toz kardeşlerime göre daha iyidir. Siz insanlar vücudunuzda bir araz olup olmadığını bulmak veya bilmek için nasıl standart hale getirilmiş testler, görüntülü analizler yapıyor veya yaptırıyorsanız benim gibi tozların karakteristiklerini belirlemek için de standart testler uygulanmaktadır. Bu test yöntemlerini detaylı olarak anlatmamı beklemiyorsunuz değil mi? Ama en azından bu çok önemli ve önemli olduğu kadar da meşhur testlerin adlarını sıralasam, sizce de yeterli olur mu bilmiyorum? Toz olarak bizim karakteristiklerimizi belirlemek üzere uygulanan testler akıcılık, tane boyutumuzun belirlenmesi, tane boyutu dağılımımızın belirlenmesi, kimyasal kompozisyonumuzun ortaya konulması olarak özetleyebilirim.
Ben ve benim gibi metalik tozlar elementel veya ön alaşımlandırılmış olarak ayrılır. Ben elementel bir tozum, hemen yukarıda söylediğim gibi demir tozuyum. Elementel demek saf toz demektir. Ön alaşımlı toz arkadaşlarım sıvı halde iken başka elementlerin ilave edilmesiyle alaşımlı hale getirilmiştir. Hangi elementin ilave edildiğine ve ilave miktarına bağlı olarak bu tür toz arkadaşlarımın özellikleri değişikliğe uğramaktadır. Ancak bir tek tozun kullanılmasıyla parça imalatı çok sınırlı kullanım alanımızı oluşturmaktadır. Bu nedenle en az iki elementel toz ve yağlayıcıdan oluşan bir karışımdır bizim birlikteliğimiz. Örnek mi istediniz hemen vereyim demir tozu (benim gibi), grafit ve yanında saf bakır tozu ile birlikte katı yağlayıcı bir araya gelip karıştırılmayı bekliyoruz. Yağlayıcı da nereden çıktı dediğinizi duyar gibiyim. Yağlayıcılar düşük yoğunluklu belli bir süreliğine yol arkadaşımızdır. Bizim toz partikülleri olarak birbirimizle sürtünmemizi azalttığı gibi bizim kalıp duvarları ile sürtünmemizi azaltarak daha az kuvvetle kalıpta sıkıştırılmamızı ve dahası kalıptan çıkarılmamızı da kolaylaştırır. Sizin tekil veya küçük topluluklar olarak birbirinizin arasında ortaya çıkan anlaşmazlıkları, sürtüşmeleri gidermek için kolluk kuvvetleri ve hatta millet adına karar veren mahkemeler/hukuk insanları devreye girerek anlaşmazlıkları gidermeye çalıştığı gibi yağlayıcılar da bizim sürtünmelerimizi ortadan kaldırmaya-aslında daha doğru bir ifade ile azaltmaya- çalışırlar. Yol arkadaşları olarak biz tozlar ve yağlayıcı artık karıştırılmaya hazırız. Homojen bir karışım haline gelmeliyiz ki bizim ürünümüz olacak parçamızın özelliklerinin de homojen olmasını sağlayabilelim, ne kadar önemli değil mi? İşte bu iş için bizleri karıştıracak bir karıştırıcıya gereksinimi var. Genellikle çift taraflı konik karıştırıcıyı tercih ediyorum ben, daha iyi ve homojen karışmamızı sağlıyor bu karıştırıcı. Benim bu kısa açıklamamdan anlaşılacağı gibi başka şekle sahip karıştırıcılar da var. Kübik, silindirik ve V-şekilli karıştırıcıların kullanıldığını söylemesem eksik olur. Ha unutmadan V-şekilli karıştırıcılar da iyi karıştırma yaptıkları için tercih edilmektedir. Ben mi? Ben V-şekilli karıştırıcıyı da severim, seve seve karıştırılmayı beklerim. Karıştırma deyip geçmeyin, benim gibi tozların karıştırılması o kadar önemlidir ki bu aşamada yapılacak hatalar bundan sonraki imalat yolculuğumuzun tüm aşamalarını etkiler. Karıştırıcıya bizi işe gidiş ve geliş saatlerindeki toplu taşıma araçlarındakine benzer tarzda sıkış tepiş doldurmayın ki rahatça karışabilelim, aksi halde homojen karışamayız. Ancak çok az doldurulmamız da uygun olmayacaktır buna dikkat edilmeli diyerek bu konudaki uyarılarımı bitireyim. Bundan başka iki önemli işlem parametresi daha var, karıştırma süresi ve karıştırma hızı. Bizi karıştırmaya gereğinden uzun süre devam ederseniz veya karıştırma hızını yüksek belirlerseniz bizim istemediğimiz kadar sizin de istemeyeceğiniz sonuçlar ortaya çıkabilir. Ben ve alüminyum gibi saf, yumuşak ve sünek toz partiküllerinin küresel olan şeklimiz küresellikten uzaklaşır, ezilip deforme olabiliriz veya aşınırız. Diğer bazı toz arkadaşlarımız ise gevrek bir yapıya sahiptir. Siz bazı insanların duygusal ve sinirli olmasına bağlı olarak diğer insanların bazı söz ve davranışlarından çabucak kırılmalarına benzer şekilde gevrek karakterli toz arkadaşlarımız da kırılırlar, boyutları ve şekilleri değişir. Aman ha! İstemediğimiz bu değişimlere uğramamıza neden olmayın, olur mu? Artık karıştırıldığımıza ve homojen hale geldiğimize göre kalıpta sıkıştırılmaya hazır hale geldik, kalıbı ve presi bekliyoruz.
Kalıpta sıkıştırılmamız birer toz partikülü halinden kompakt- ham parça, henüz yeterince olgunluğa kavuşmamış iş parçası olarak adlandırabilirsiniz bizim bu halimizi- hale gelmemizi sağlar. Siz insanlar için anne rahmi ne ise bizim için de kalıp odur. Kur’an’ın ifadesine göre “İnsan görmez mi ki, biz onu nutfeden/meni ve yumurtadan yarattık…(Yasin,77)” küçük bir nutfeden bir bebeğe gelişerek dönüşümüne benzer şekilde benim gibi tozlar da bir kompakta dönüşüyoruz. Nasıl yeni doğmuş bebek ne kadar güçsüz, aciz ve anne şefkatine muhtaç ise bizim bir araya gelmemizle oluşan kompaktın dayanımı çok düşüktür. Küçük darbeler, titreşimler ve çarpışmalar sonucu kolayca çatlayabilir veya kırılabilir halde olan kompakt yeni doğmuş bebek gibidir. Bizler tek tek toz partikülleri olarak kalıp içinde bir pres yardımıyla belli kalıp basıncı değerinde sıkıştırılarak soğuk deforme olup birbirimizle adeta soğuk kaynak olur veya mekanik olarak kilitleniriz. Bu süreç saniyeler mertebesinde olup zımbalar vasıtasıyla sıkıştırma işlemi oldukça kısadır. Sıkıştırma sonrası genellikle alt zımba kullanılarak kompakt hale gelmiş biz tozların kalıptan çıkarılması gerçekleşir. Uygun kalıp tasarımı yapılmaz ve gerekli yağlama yetersiz kalırsa kalıptan çıkmamız zorlaşır ve hatta laminasyon oluşarak kompaktın çatlaması veya kırılması kaçınılmaz olacaktır. Yukarıda bahsettiğim gibi kalıptan çıkarılmış kompaktımız çok zayıf ve dayanıksız haldedir. Bundan sonra pişmeye, olgunlaşmaya, dayanım kazanmaya ihtiyacımız vardır.
Bu önemli aşamaya sinterleme denilmektedir. Bebekler zaman içinde fiziksel olarak büyürken diğer yandan önce ailede sonra değişik düzeydeki okullarda eğitilerek toplumun bir ferdi haline gelmesi, meslek sahibi olması, toplum için çalışması ve yararlı işler yapması beklenir. Aslında eğitim insanoğlunun tüm yaşamı boyunca devam ettiği çok önemli bir gerçektir. Toplum içinde insanlar hem gelişmekte hem de eğitilerek toplumsal yapıya uyum sağlamaya çabalamaktadır. Çok bilinen deyimiyle ömür boyu eğitim/öğrenme (Life Long Leraning, LLL) süreci devam etmektedir. Bizim kompaktımızda bu söylenenler sinterleme sürecinde ortaya çıkmaktadır. Sinterleme bir ısıl çevrimdir. Oda sıcaklığındaki biz tozlardan oluşan kompakt önce ön ısıtma bölgesine getirilir, bu sıcaklıkta belli bir süre içinde yağlayıcılar buharlaştırılarak atılır. Artık yağlayıcılarla yolumuz ayrılır. Çocukların okul öncesi ve ilk öğrenimine benzer bir aşamadır bu ön ısıtma süreci. Sonra ısıtmaya devam edilir. Çıkılan sıcaklık değeri bizim ergime sıcaklığımızın 0,7-0,8 katı kadardır. Bu sıcaklıkta sinterleme süresince bekletiliriz ki kompaktın parçaya dönüşümü sağlansın, parçanın dayanımı ve yoğunluğu artsın. Bu süreç pişme sürecidir. Muhammed Celâleddîn-i Rumi (Mevlânâ) “hamdım, piştim, yandım” diyerek olgunlaşmayı kendi şahsında toplumun tüm bireyleri için ifade etmiştir. Benim gibi toz partiküllerinin sınırları ortadan kalkarak tanelerin oluşumu sinterleme aşamasında meydana gelmektedir. Biz de tek tek pişerek metal tozlarından metal malzemeye dönüşmüş olmaktayız. Ortada toz kalmadı mevcut toz partikülleri T/M malzemeyi oluşturdu. İnsanların olgunlaşması için bir çok aşamaya ihtiyaç duyulması gibi bizim toz partiküllerinden parça oluşumu için pek çok aşamaya ihtiyaç olduğu ne kadar birbirine benziyor, değil mi? Sinterleme sonrası toz metal (T/M) parçaları bazı önemli özellikler kazanırken bazı istenmeyen özellikler de ortadan kalkmaktadır. Bu arada T/M parçanın dayanımı sinterleme öncesi dayanımının (ham dayanım) 30-40 katına erişebilmektedir. Sinterlenmiş parça henüz kullanıma hazır hale gelmiş değildir. Bundan sonra bitirme işlemlerine ihtiyaç duyulmaktadır.
Bitirme işlemleri her parçaya uygulanan farklı işlemlerdir. Siz insanlar nasıl bir topluma karışmanız gerektiğinde, sosyal bir olaya katılmak istediğinizde veya işyerinize gitmeden önce nasıl hazırlık yapıyorsanız bizim ürünümüz olan T/M parça da endüstriyel anlamda kullanıma (pazara mı desek acaba?) sunulmadan önce bazı bitirme işlemlerine ihtiyaç duyulur. Nasıl sizler elbiselerinizi ütüler, ayakkabılarınızı boyar/boyatır, tıraş olur, dişlerinizi fırçalayarak kendinize çeki düzen verirseniz T/M parçalara da çapak alma, kaynakla veya lehimle birleştirme, talaşlı işleme, ısıl işlemler, son boyuta getirme, detay oluşturma için damgalama gibi bitirme işlemleri uygulanmaktadır. Bu arada unutmadan hemen şunu ifade etmemde fayda var: Burada sıralanan işlemlerin hepsini ardışık veya karışık sırayla uygulamak gerekmez. Sizin için de öyle değil mi zaten? Eğer elbiseniz ütülü ise tekrar ütülemeye, boyalı ayakkabınızı tekrar boyamaya ihtiyaç olmadığı gibi ısıl işlem gerektirmeyen durumlarda bu işleme gerek duyulmaz. Diğer sayılan pek çok bitirme işlemleri de belirttiğim bu duruma uyar. Artık siz toplumsal sosyal etkinliğe gitmeye hazırsınız, bizim gibi metal tozlarının bir araya gelmesiyle imal edilmiş olan T/M parça da kullanıma, pazara gitmeye hazır hale gelmiştir. Yeri gelmişken imalat terimini tanımlamakta fayda var. İmalat mühendislik malzemelerine şekil, boyut ve yüzey kalitesi, dayanım gibi farklı yeni özellikler kazandırmaya denilir. İşte bir demir tozu olarak benim katkımla bir T/M parçanın imalatını birlikte aşama aşama bir birimizle benzerlikler kurarak incelemeye çalıştık. Ne kadar çok benzer taraflarımız var değil mi?
Bir toz partikülü olarak benim ürünüm olan T/M parçalara nerelerde ve hangi halde rastlarsınız, isterseniz size kısaca ondan da bahsedeyim. Günlük hayatınızda çok kullandığınız otomobillerde çok yaygın kullanılırız. Otomobil başına, yaklaşık 25-30 kg kadar T/M parça mevcuttur. Biz tozları kullanarak imal edilen T/M parçaların en önemli özelliği küçük olmasıdır. Bu nedenle büro makinalarında, kendi kendini yağlayan yataklarda, bilgisayarlarda kullanım alanı buluruz. Tarım makinalarında, sürtünme elemanlarında, kesici takımlarda ve manyetik parçalar gibi pek çok endüstriyel uygulamada bizimle karşılaşmanız mümkündür.
Ey insanoğlu! Sizin bize bakarak hayat hikayemizden alacağınız pek çok ders varken sizin hayata gelişiniz, olgunlaşmanız, hayata atılıp toplumda bir yer edinmenize bakarak bizim alacağımız daha çok derslerin olduğunu birlikte gördük ve anlamaya çalıştık. Şunu siz söylemeden peşinen kabul ediyorum. Siz yüce yaratıcının yarattığı en mükemmel varlıksınız (Eşref-i mahlukat), çok sırlarla dolu olan yaratılış ve yaşama şekliniz şaşırtıcı derecede karmaşık ve çözülmesi gereken sırlarla dopdolu. Ancak bizim hikayemizde de, primitif de olsa, sizinkisi ile benzerlikler yok mu? Atomlardan oluşan mikrometre mertebesindeki benim gibi bir metal tozunun makine parçasına dönüşmesi aşamalarını size anlatmaya çalıştım. İşte bu bizim hikayemiz, bilinenleri olduğu kadar hala bilinmeyenleri de olan basit ama gerçek hikayemiz. Herhalde hayatınızda rast geldiğiniz bir T/M parçanın nasıl imal edildiğini ana hatları ile biliyor hale geldiniz. Bundan sonra toz olarak bizim ürünümüz olan bu tür T/M parçalara daha iyi davranır, faydalı ömrümüzün daha uzun olmasına yardımcı olursanız çevreye ve dolayısıyla kendi hayatınıza olduğu kadar torunlarınızın hayatına da ne kadar değer verdiğinizi ortaya koymuş olacağınızı unutmayacağınızdan eminim artık. Kalın sağlıcakla, ömrünüz uzun ve bereketli olsun inşallah.