Sıçratma yöntemiyle kompozit tialcrnbn kaplı h13 çeliğinin yapısalve tribolojik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu tezde alüminyum alaşımlarının ekstrüzyon yöntemiyle imalatı işleminde yaygın bir şekilde kullanılmakta olan AISI H13 (X40CrMoV5-1) sıcak iş takım çelik malzemesinin aşınma direncinin arttırılması için yüzeyine TiAlCrNbN malzemesi darbeli DC kapalı alan dengesiz manyetik ortamda sıçratma yöntemi kullanılarak kaplandı. Kaplama parametrelerinin en uygun hale getirilmesi için Taguchi L9(34) deney tasarım yöntemi kullanıldı. Darbe frekansı, görev zamanı, bias gerilimi ve çalışma basıncı değişken parametre olarak seçildi. Kaplamaların kalınlıkları ve morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu ile incelendi. Kaplamaların kristolografik özellikleri X ışını difraksiyonu kullanılarak analiz edildi. Kaplamaların kimyasal bileşimleri EDS analizi ile belirlendi. Kaplamaların sertlik ve elastik modülleri nanosertlik cihazı ile ölçüldü. Adezyon dayanımları ise çizik testi ile belirlendi. Kaplamaların sürtünme ve aşınma deneyleri ball on disc tribometre cihazıyla oda sıcaklığında ve 450°C sıcaklıkta gerçekleştirildi. Sonuçlar TiAlCrNbN kaplama malzemesinin, taban malzeme olarak kullanılan AISI H13 çeliğinden daha yüksek sertliğe sahip olduğunu gösterdi. Yapılan istatistiki analizler sonucunda; kaplama kalınlığı, sertliği ve adezyon dayanımı üzerine çalışma basıncının dikkate değer bir etkiye sahip olduğu belirlendi. Ayrıca adezyon dayanımı, sertlik, elastik modül ve H3/E2 oranının kaplamaların oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıktaki aşınma dayanımını önemli derecede etkilediği belirlendi.