Akımsız nikel kaplamaların endüstride kullanımının geliştirilmesi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelime: Akımsız nikel kaplamalar, kimyasal kaplamalar, nikel-fosfor kaplamalar Kaplama teknolojilerinde son yıllarda hızlı bir gelişme meydana gelmiş, bunun tek nedeni ise kaplamaların malzeme özelliklerine kazandırdığı fonksiyonel üstünlüklerdir. Kaplama işlemi uygulanmış malzemenin maliyetinin yüksek olması dezavantaj gibi gözükse de malzemenin kullanım ömrünün uzun olması bu dezavantajı ortadan kaldırmaktadır. Akımsız nikel kaplama uygulaması, birçok endüstriyel alanda kullanılmaktadır. Kaplama kalınlığının malzemenin her tarafında aynı olması, çok iyi korozyon direnci, aşınmaya karşı mukavemet ve yüksek kaplama sertliği gibi üstünlükleri vardır. Karmaşık şekilli parçalarda dahi rahatlıkla uygulanmaktadır. Bu çalışma, teorik bilgi ve deneysel çalışma şeklinde iki kısımdan oluşmaktadır. Teorik bilgi olarak; akımsız nikel kaplamaların gelişimi, banyo bileşenleri, kaplama proses işlem kademeleri, akımsız nikel kaplamaların özellikleri, kaplama banyolarında meydana gelen problemler ve bunların çözümleri, kaplama tabakasının ısıl işlemi, kaplamalara uygulanan testler ve akımsız nikel kaplamaların endüstrideki kullanım alanları hakkında bilgi verilmiştir. Deneysel çalışmada ise; numuneler hazırlanarak bu numunelere 10, 20 ve 30 jam kalınlığında yüksek fosforlu akımsız nikel kaplama yapılmıştır, kaplama yüzeyinin pürüzlülük ölçümleri, farklı sıcaklıklarda ısıl işlem, sertlik ölçümü, mikro yapı incelemesi, yapışma testi, X-ray difraksiyon paternleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla kaplama tabakasının fotoğrafları alınarak detaylı bir deneysel çalışma yapılmıştır. Sonuç olarak; artan kaplama kalınlığı ile pürüzlülük artmakta ve kaplamanın yapışma mukavemeti azalmaktadır, 400°C'ye kadar yapılan ısıl işlemlerde kaplamanın sertliği artarken bu sıcaklıktan sonraki ısıl işlemlerde ise azalmaktadır, ısıl işlem ile kaplama tabakasında meydana gelen nikel fosfür intermetalik fazlar optik inceleme ve X-ray difraksiyon paternleri ile tespit edilmiştir ayrıca yüksek sıcaklıklardaki ısıl işlem ile tanelerdeki büyümede taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntülerinde görülmektedir. iv

IMPROVEMENT IN INDUSTRIAL APPLICATION OF ELECTROLESS NICKEL COATING SUMMARY Keywords: Electroless nickel coatings, chemical coating, nickel- phosphorous coatings In recent years, rapid improvements in coating technologies were achieved. The reason of this is functional effect on properties of coating materials. It seems to be very high of cost of coated materials as a disadvantage of a coated material but due to long life of material in industrial application, this will be economical. Applications of electroless nickel coatings are used in several industries. »High resistance to corrosion and wear and excellent high hardness values of nickel coatings are achieved. The thickness of coatings is obtained on materials in homogeneous form. Therefore, these coatings are produced also in very complicated shapes. This study includes theoretical information on electroless nickel coatings and experimental studies in details. Improvements on electroless nickel coatings, components in baths, steps of coating process, properties of these coatings and problems faced during, coating processes were discussed in details. Informations were given concerning heat treatments of coated materials. Experimental tests were applied on specimens. In experiments, first specimens were prepared according to standards and cleaned before coating procedure. Electroless nickel coatings with phosphorous content (9-12%P) were produced on steel sheets in form of 10, 20 and 30 um thickness. The values of surface roughness, heat treatments at different temperatures such as 200, 280, 400, 500 and 600°C hardness values, microstructural investigations of coated materials were determined. In addition to this, adhesion tests were performed. Furthermore, X-ray diffraction analysis and SEM studies of produced nickel coatings were included. Results show, that values of surface roughness increases with increasing coating thickness from 1,94 um to 2,6 um. The adhesion strength decreases with increasing thickness. Hardness values increases from 550 to 1090 HV first at temperature interval from 200 to 400°C. After temperature of 400°C hardness values decreases considerably. This can be explained that formation of Nİ3P phase