Alüminyum Alaşımlarının Akımsız Hibrit Kaplama Yöntemiyle Aşınma Ve Korozyona Karşı Dayanımının Geliştirilmesi

Abstract

ÖZET Mühendislik uygulamaları açısından yüzeylerin akımsız yöntemle metal kaplanması uygulamaları ile sıklıkla karşılaşılmaktadır. Korozyon ve aşınmaya dayanıklı yüzey elde etmeye imkân veren en önemli akımsız metal kaplama yöntemi nikel kaplamalardır. Akımsız kaplamalar literatürde genellikle çok katmanlı olarak uygulanmaktadır. Bir katman akımsız Ni- P kaplama (Ni-Ni3P) tabakası, üstüne de Ni-B kaplama (Ni-Ni2B/Ni3B) tabakası şeklinde çok katmanlı uygulamalarla karşılaşılmaktadır. Çok katmanlı tabakaların en önemli sıkıntıları ana metalin sertlik, yumuşaklık, tokluk vb özellikleri ile kaplama tabakaların özellikleri arasındaki uyumsuzluklardır. Bu çalışma, çok katmanlı kaplamaların doğal uyum problemlerinden kurtulmayı da sağlayacak olan tek katmanlı Ni-P-B alaşım ve kompozit kaplamaları hedeflemektedir. Isıl işlem ile metal matrikste aşınma ve korozyona dayanıklı Ni3P, Ni2B/Ni3B gibi bileşikler teşekkül ettirilerek aşınma ve korozyona dirençli tek katmanlı kaplamalar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kaplamalar hem aşınmaya hem de korozyona dirençli tek katmanlı bir alaşımve/veya alaşım-kompozit tabakasıdır. Proje kapsamında akımsız Ni-P-B-W alaşım kaplamalar da üretilmiştir. Ayrıca seramik toz partikül takviyeli Ni-P-B/W kompozit kaplamalar da üretilmiştir. İnce et kalınlığına sahip kompozit kaplamalar, TiN, Si3N4, BC, BN, TiO2, teflon, grafit/CNT gibi mikro/nano partiküllerle elde edilmiştir. Üretilen kaplamalar karakterizasyon testlerine tabi tutulmuş, fiziksel, kimyasal ve elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla kimyasal analizler (% Ni, P, B), mikroyapı çalışmaları (X-ray, SEM, EDS, FESEM, Raman), sertlik, aşınma, korozyon, yapışma, ıslatma, pürüzlülük gibi birçok testler uygulanmıştır. Sonuçlar endüstriyel uygulamalar için de ciddi bir imkan ortaya çıkaracak, hedeflenmeyen, planlanmayan alanlarda da uygulanabilir potansiyeller ortaya koyacak gibi durmaktadır.

ABSTRACT In terms of engineering applications, it is frequently encountered with metal coating applications of surfaces. Nickel coatings are the most important electroless coating method that allows to obtain corrosion and wear resistant surface. Electroless coatings are generally applied as multi-layer in the literature. Multilayer applications are encountered in the form of a Ni-P coating (Ni-Ni 3 P) layer and a Ni-B coating (Ni-Ni 2 B / Ni 3 B) layer. The most important problems of the multi-layer coatings are the incompatibilities between the properties of the base metal, such as hardness, softness, toughness and so on. This study aims at the monolayer Ni-P-B alloy and composite coatings which will also lead to the avoidance of natural adaptation problems of multilayer coatings. Wear and corrosion resistant monolayer coatings were formed by forming compounds such as Ni 3 P, Ni 2 B / Ni 3 B which are resistant to corrosion and corrosion in the metal matrix by heat treatment. The resulting coatings are a single-layer alloy and / or alloy-composite layer that is both corrosion and corrosion resistant. In the project, non-current Ni-P-B-W alloy coatings were also produced. In addition, ceramic particle reinforced Ni-P-B / W composite coatings were also produced. Composite coatings with thin coating thickness were obtained with micro / nanoparticles such as TiN, Si 3 N 4 , BC, BN, TiO 2 , teflon, graphite / CNT. Produced coatings were subjected to characterization tests, physical, chemical and electrochemical properties were examined. For this purpose, many tests such as chemical analyzes (Ni, P, B), microstructure studies (X-ray, SEM, EDS, FESEM, Raman), hardness, abrasion, corrosion, adhesion, wetting, roughness have been applied. The results seem to reveal potentials for non-targeted, unplanned areas, which will create a serious opportunity for industrial applications.