Sertleştirilmiş H13 çeliği yüzeyine kaplanan TiAlZrN kaplamanın tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tezde, darbeli DC kapalı alan dengesiz manyetik ortamda sıçratma yöntemiyle, alüminyum ekstrüzyonu işleminde kalıp malzemesi olarak yaygın bir kullanıma sahip olan AISI H13 (X40CrMoV5-1) sıcak iş takım çeliğinin aşınma direncinin artırılması amacıyla, yüzeyine TiAlZrN kaplanmıştır. Kaplama işlemi sonucunda parametrelerin optimizasyonu için, Taguchi L9 (33) yöntemi kullanılmıştır. Değişken parametreler olarak Zr akımı, bias gerilimi ve çalışma basıncı belirlenmiştir. Kaplama işleminin ardından, üretilen kaplamaların kalınlıkları ve morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Kaplamaların yapısındaki faz özellikleri X ışını difraksiyonu, kimyasal bileşimleri ise EDS analizi ile belirlenmiştir. Kaplamaların sertlikleri, mikrosertlik ve nanosertlik cihazlarıyla, adezyon direnciyse çizik testi ile belirlenmiştir. Kaplamaların sürtünme ve aşınma deneyleri ball on disk tribometre cihazı ile yapılmıştır. Sonuçlar TiAlZrN kaplanmış AISI H13 çeliğinin, taban malzeme olarak kullanılan çelikten daha yüksek sertliğe sahip olduğunu göstermektedir. Yapılan ANOVA analizleri sonucunda; bias gerilimi ve Zr akımının, kaplama kalınlığı, sertliği, adezyon dayanımı, sürtünme ve aşınma üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlendi. Deneyler sonucunda adezyon dayanımı ve sertliğin, kaplamaların oda sıcaklığındaki aşınma dirençlerini önemli derecede artırdığı belirlenmiştir.