Termoreaktif difüzyon tekniği ile borlanmış WC-Co Esaslı kesici takımların karakterizasyonu ve aşınma davranışının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada ISO P25 sınıfı WC-Co esaslı kesici takım malzemesi borlamaişlemine tabi tutulmuş ve bu işlemin malzemenin aşınma davranışı ve yüzey bölgesimikroyapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Borlama işlemi 900Ë C, 1000Ë C ve1100Ë C sıcaklıklarda 1, 2 ve 4 saatlik sürelerde uygulanmıştır. Borlama işlemiboraks, borik asit ve ferro silisyum esaslı sıvı banyoda gerçekleştirilmiştir.Borlama işlemi sonrasında oluşan difüzyon bölgesinin morfolojileri ve faz analizleri;optik, taramalı elektron mikroskobu ve X-ışını difraksiyon analizi yardımıylayapılmıştır. Ayrıca borür tabakasının mikro sertliği de ölçülmüştür.Borlanmış kesici takımlardaki yüzey sertlik değerinin bazı şartlarda yaklaşık 3 katartırdığı kaydedilmiştir. Sertlikteki bu artiş CoW2B2, W3CoB3, CoWB gibi çokbileşenli borür fazların oluşumundan kaynaklanabileceği düşünülmektedir.Yapılan kesme ölçüm deneylerinde kaplanmış kesici uçların kesme kuvvetleri,kaplanmamış kesici takıma göre %10 daha yüksek çıkmıştır.Kaplanmış uç ile yapılan işlemede işlenen malzemenin yüzey pürüzlülüğü değerindeyaklaşık %56 oranında bir iyileşme gözlenmiştir.Termokimyasal borlama neticesinde kesici takımın sertliği artmakla birlikte, işlenilenparçanın yüzey pürüzlülük değerinde bir iyileşme gözlenirken diğer taraftan kesicitakımın kesme ve ilerleme kuvvetlerinde bir artış görülmektedir.

In this study, ISO P25 grade WC-Co based tool materials were boronized. Theeffects of boronizing treatment on the microstructure, wear behavior and somemechanical properties of the tool materials were analyzed. Boronizing process wascarried out at temperatures of 900 C, 1000 C, 1100 C and for 1, 2 and 4 hours. Theboronizing bath consisted of a mixture including boron, boric acid and ferro silicon.After boronizing treatment, the samples were examined using metallographictechniques that includes optical and SEM microscopy, x-ray analysis, microhardnessmeasurements. It was recorded that the surface hardness of the boronized samplesincreased approximately 3 folds. This increase could be attributed to the newlyformed boride phases such as CoW2B2, W3CoB3, and CoWB.In addition, according to the results of the cutting test performed on a lathe, the wearresistance of the treated samples decreased in spite of the increase in surfacehardness. On the other hand, surface roughness of the machined material wasimproved approximately by 56%.