Plazma sprey kaplamada olivinin değerlendirilmesi ve kaplama özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde kullanılan metalik malzemeler çok çeşitli ve değişken ortamlarda mekanik, termal ve kimyasal etkilere maruz kalmaktadırlar. Bu gibi zor şartlarda çalışan malzemelerin daha uzun süre ve etkilenmeden çalışabilmesi için farklı kaplama metotları geliştirilmiş olup, plazma sprey kaplama tekniği bunlardan birisidir.Bu çalışmada olivin tozunun aşınmaya karşı çalışacak plazma kaplama tozu olarak kullanılabilirliği ve kaplama sonrası mikroyapı ve özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla endüstride geniş bir kullanım alanı olan 316L paslanmaz çeliğin çalışma performansını iyileştirmek için çelik yüzeyine olivin minerali kaplanmıştır.Çalışmada önce plazma kaplama tekniği ve özelliklerinden bahsedilmiş olup daha sonra olivin minerali kısaca tanıtılmıştır. Deneysel metodoloji kısımda çalışmada kullanılan olivin tozu ve özelliklerinin yanı sıra plazma kaplama ünitesi ve kaplama öncesi ve sonrasında uygulanan karakterizasyon tekniklerine yer verilmiştir.Deneysel çalışmalarda ise belli toz boyutuna sahip olivin, metalografik olarak hazırlanmış 316L kalite paslanmaz çelik numuneler üzerine ara bağlayıcılı ve ara bağlayıcısız olmak üzere iki gurupta kaplanmıştır. Kaplanan numuneler üzerinde metalografik hazırlama işleminden sonra mikroyapı, sertlik, pürüzlülük oranları, XRD analizi, aşınma ve kumlama testi yapılarak özellikleri incelenmiştir.Ara bağlayıcılı olarak kaplanmış olan numunelerin aşınma ve kumlama testlerindeki performanslarının ara bağlayıcısız olanlara göre daha iyi olduğu belirlenmiştir. Kaplanmış numunenin XRD analizinde ise olivinin, plazma kaplama prosesi sırasında faz dönüşümüne uğrayarak kristalin yapıdan amorf yapıya kısmi bir dönüşüm geçirdiği tespit edilmiştir.Elde edilen deneysel sonuçlara göre olivin tozunun plazma kaplama tozu olarak kullanılabileceği görülmüştür.Anahtar kelimeler: Olivin, plazma sprey, kaplama, aşınma

Metallic materials are subjected to different and various environments such as thermal, mechanic and chemical effects. Coating methods have been developed, such as plasma spray coating, for those materials working in harsh environments to extend their life span.Present study is aimed at investigation of coating performance of olivine powders that would be working against wear and abrasion and their microstructure and properties after coating. In order to improve working performances of 316L stainless steel, which is one of the widely used steel in industry, olivine was coated on steel surface.Plasma coating technique and its properties were mentioned and olivine mineral was also introduced. In the experimental methodology part, details of olivine powders used and their properties were given. Information about plasma coating unit and characterization techniques involved in experiments were also mentioned.In experimental studies, olivine powders were coated on metallographically prepared 316L stainless steel with and without bond coating. Coated samples were characterised for both groups using optical microscopy, XRD analysis, hardness, surface roughness, wear test, sand blasting tests.Bond coated samples were more successful for wear and abrasion resistance when compared with the non-bond coated samples. Coated samples XRD analysis revealed that glassy phases were formed by partial transformation of olivine from crystalline to amorphous phase during plasma coating process.Consequently, it was found that olivine powders could be used as plasma coating powder.Key Words: Olivine, plasma spray, coating, wear