Tin partikül takviyeli akımsız nikel bor kompozit kaplamalar

Abstract

Sert krom kaplama, endüstriyel parçaların aşınma ve korozyon direncini iyileştirmek için kullanılan oldukça yaygın bir teknolojidir. Sert krom kaplama, metal yüzeyine çok yüksek bir sertlik kazandırarak, kaplamaların aşınma ve korozyon direncini artırır ve sürtünmeyi büyük ölçüde azaltır. Ancak, krom zehirli bir yapıya sahip olması ve insan sağlığı üzerinde kanserojen etkisi yapması nedeniyle bu kaplalar yavaş yavaş sınırlandırılmaktadır. Bu tez çalışmasında sert ve aşınmaya karşı dayanıklı, aynı zamanda korozyona karşı dirençli yüzey uygulamaları için sert krom kaplamaya alternatif olan Ni-B ve Ni-B esaslı kompozit malzemelerin akımsız kaplama yöntemi ile elde edilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışmasında, çelik altlıklar üzerinde Ni-B alaşımı ve Ni-B-seramik TiN nano partikül nanokompozit kaplamaların spesifik uygulamalar için geliştirilmesi amaçlanmıştır. Böylece mükemmel üniformluk, düzgün olmayan yüzeylere dahi eş kalınlıkta ve çözelti ile temas eden her bölgede kaplanabilme, yüksek aşınma ve korozyon dayanımı özelliklerine sahip kaplamalar elde edilerek sert krom kaplamaya alternatif ekonomik insan ve çevre dostu bir yöntem geliştirmek hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında, akımsız Ni-B kaplamalar için sıcaklık, karıştırma hızı, indirgeyici ve dengeleyici miktarı parametreleri çalışılmıştır. Ni-B kaplamalar için en uygun banyo parametreleri belirlendikten sonra, Ni-B temelli kompozit kaplamalar geliştirilmiştir. Üretilen kaplamaların morfoloji ve kesit görüntüleri SEM ile, faz analizleri ise XRD ile gerçekleştirilmiştir. Kaplamaların sertlik ölçümleri Berkovich uç kullanılan nano-sertlik sistemi ile belirlenmiştir.

Hard chrome plating is widely used to improve the wear and corrosion resistance of industrial parts. This coating yields high hardness, wear and corrosion resistance on the metal surface and greatly reducing the friction. However, as chromium has a toxic structure and carcinogenic effect on human health, these coatings are gradually limited. In this thesis, it is aimed to obtain Ni-B and Ni-B based composite materials which are alternative to hard chrome platings for hardness, abrasion resistant and corrosion resistant surface applications. We developed Ni-B alloy and Ni-B-ceramic TiN nanocomposite coatings for specific applications on steel substrates. Thus, an economical and environmentally friendly method for hard chrome platings was obtained with excellent uniformity and even non-uniform surfaces. In the framework of this thesis, four different parameters i.e. temperature, reducing and stabilizator agent amount, stirring rate have been studied for non-electroless Ni-B coatings. After the selection of most suitable bath parameters from bare Ni-B coatings, we have developed Ni-B based composite coatings. Morphology and cross-section of coatings were analyzed through SEM analysis. Phase analysis of the coatings were determined by XRD. Hardness of the coatings were measured by nano-indentation method utilizing Berkovich tip.