Akımsız nikel-bor-fosfor kaplamalarda sodyum hipofosfit miktarının etkisi

Abstract

Alüminyum ve alaşımları aşınmaya karşı son derece hassas yüzeye sahiptir. Özellikle çizilmeye karşı son derece duyarlı ve zayıf özelliklere sahiptir. Korozyona karşı dayanıklı olup, yüzeyinde oluşan oksit tabakası korozyonun ilerlemesini engellemektedir. Ancak bu tabaka aşınmaya karşı dayanıklı değildir. Ayrıca bu tabakanın iletken olmaması nedeni ile üzerine aşınmaya dayanıklı elektrolitik bir metal kaplama yapma imkanı bulunmamaktadır. Bu nedenle gerek dekoratif gerekse mühendislik uygulamaları ile ilgili yapılacak kaplamalar için yüzeyin akımsız yöntemle iletken hale getirilmesi önemli bir uygulama olarak karşımıza çıkmaktadır. Yüzeyden istenen özelliğe bağlı olarak çeşitli akımsız kaplama uygulamaları ile karşılaşılmaktadır. Bunlar içinde hem akımsız olarak uygulanan yöntem açısından hem de kaplanacak metal türü açısından pekçok çeşit mevcuttur. Ancak korozyon ve aşınmaya dayanıklı yüzey elde etmeye imkan veren en önemli akımsız metal kaplama yöntemi nikel olup, en yaygın yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Akımsız nikel kaplama uygulaması hem metalik yüzey vermesi hem de metal-metal dışı bileşen vermesiyle kompozit özellik arzeden bir yapı vermesiyle dikkat çekmektedir. Metalik akımsız ara katman kaplamanın üstüne ikincil katman olarak çeşitli akımsız veya akımlı yöntemle metal veya kompozit kaplamalar yapmak mümkündür ve uygulanmaktadır. Ayrıca bir katman akımsız nikel kaplama ile aşınmaya dayanıklı Ni-Ni3P tabakası, üstüne de akımsız yöntemle korozyona dayanıklı Ni-B tabakası gibi çok katmanlı uygulamalarla da karşılaşılmaktadır. Bu çok katmanlı tabakaların en önemli sıkıntıları arasında uyum problemleri yer almaktadır. Ana metalin sertlik, yumuşaklık, tokluk vb özellikleri ile kaplama tabakaların özellikleri arasındaki uyumsuzluklar toplamda yetersiz ve ihtiyaçları karşılamayan kaplamalar olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışması yukarıda sunulan problemlere çözüm önerisi de getirecek olan bir proses ve kaplama uygulaması geliştirmeye dönüktür. Çok katmanlı kaplamaların doğal uyum problemleri yanında yüksek maliyetlerin getirdiği çıkmazlardan kurtulmayı da sağlayacak olan tek katmanlı kaplamayı hedeflemektedir. Bu amaçla alüminyum metal parçaların yüzeyinin Ni-P-B alaşım tabakası ile kaplanması bu çalışmanın ana hedefidir. Isıl işlem ile de metal matrikste korozyona dayanıklı Ni3P, Ni2B/Ni3B gibi bileşikler teşekkül ettirilerek tek katmanlı korozyon dirençli kaplama gerçekleştirilecektir. . Burada her iki bileşiğin de metal kaplama tabakasında homojen bir kompozit yapısı oluşturmasıyla korozyona dayanıklı yeni bir kompozit kaplama tabakası elde edilmiş olacaktır.

Aluminum and its' alloys have very sensitive surfaces to abrasion/wear. It has sensitive and weak attributes especially against scratching. On the other hand, it is durable against corrosion as Oxide layer of its' surface prevents corrosion to advance. However, this layer is not durable against wearing. Also by the reason of this layer being a nonconductor rules out the possibility of an electrolyte metal coating which is resistant against wear. For this reason, we face that it is an important process to make coatings on its' surface whether for decorative or engineering practice purposes as a conductor with electroless methods. There are varieties of electroless coating practices that change according to desired properties of surfaces. There are lots of varieties in terms of metal sorts to be coated and methods of electroless practices. However, nickel coating is the most efficient and the most common way to make the most durable surface against wear and corrosion. Electroless nickel coating practice shines as it generates composite featured frame by generating both metallic surface and metal/non-metal components. It is possible to make varieties of electroless or live, metal or composite coatings as a second layer on the metallic electroless intercalation coating. There are also multilayered methods such as with one layer of wear resistant Ni-Ni3P and onto that electroless form of corrosion resistant Ni-B layer. The most common problem of these multilayered coatings is convergence. Incompatibilities between such properties as hardness, softness and fullness of the base metal and properties of coating layers might result as insufficient coatings which are lack of necessities. This work is for developing a process and coating method to solve the problems above and others yet to be unveiled. As it aims to get rid of both high costs and incompatibilities of multilayered coatings by using one-layered coatings. For this purpose, the main aim of this work is to plate the surface of aluminum metal components with Ni-P-B alloy layer. And with the thermal processing, it will create one-layered wear and corrosion resistant coating by forming corrosion resistant composites such as Ni3P, Ni2B/Ni3B in the metal matrix. Thus, both simplified one-layered coatings as well as lower costs of coating methods will be achieved. Thereby, by composing a homogenous composite from two different composites, corrosion resistant coating will be produced. And this will lead corrosion resistant composite coating .