Darbeli yüklemenin TiN esaslı kaplamaların aşınma davranışına etkisi

Abstract

Bu çalışma esas olarak darbeli yüklerin malzeme yüzeylerine tribolojik amaçlarla uygulanan TiN (Titanyum-Nitrür) esaslı sert ince kaplamaların aşınma davranışına etkilerini incelemektedir. Bu sayede TiN esaslı kaplamalarla endüstride darbeli yüklere maruz makine elemanlarının aşınma dayanımlarının geliştirilmesi ve böylece ilgili endüstriyel kuruluşların karşılaştığı aşınma kaynaklı olumsuzlukların giderilerek üretim süreçlerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda öncelikli olarak triboloji biliminin temel ilkeleri üzerinde durulmaktadır. Bu bilgiler ışığında darbeli yüklerin etkili olduğu endüstriyel uygulamalardaki makine elemanlarının aşınma davranışları ve bu etki altında meydana gelen aşınma mekanizmaları incelenmektedir. Çalışmanın amacına yönelik olarak yüksek güç yoğunluklu kapalı dengesiz manyetik alanda PVD sıçratma tekniği kullanılarak yüzeyleri TiAlZrN kaplanan 9 farklı DIN 1.2344 çelik numunenin yapısal incelemeleri ve deneysel çalışmaları yapılmıştır. Numunelerin kaplama işleminde 'bias gerilimi', 'zirkonyum hedef malzeme akımı' ve 'çalışma basıncı' değişken kaplama parametreleri olarak belirlenmiştir. Değişken kaplama parametrelerinin kaplamaların karakteristik özelliklerine ve dolayısıyla aşınma dayanımına etkisi ANOVA analiz yöntemi ile tespit edilmiştir. Aşınma deneyleri darbeli yüklerin etkili olduğu çalışma koşullarını temsil eden darbeli-kayma aşınma test düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. Numunelerin yapısal özellikleri mikrosertlik, nanosertlik, adezyon dayanımı, tane boyutu, kaplama kalınlıkları, XRD ve EDS analizleri ile değerlendirilmiştir. Yapısal incelemeler, aşınma deneylerinden elde edilen bulgular ve SEM görüntülerinde gözlemlenen aşınma mekanizmaları değerlendirilerek numunelerin darbeli-kayma aşınma dayanımını iyileştirecek değişken parametrelerin belirlenmesi hedeflenmiştir.