AI-%12Si malzemesi üzerine plazma püskürtme tekniği ile AI-Si+B4C kaplama

Abstract

Plazma kaplama, B4C, Al-Si, Termal genleşme, Aşınma Plazma püskürtme ile kaplama teknolojisindeki amaç, kaplanacak malzeme üzerine, ince ve koruyucu değeri yüksek bir tabaka meydana getirmektir. Sistem, bilinen herhangi bir malzeme tozunun ergime sıcaklığı üzerindeki gaz plazması içerisinde ergitilmesi ve çok hızlı bir şekilde kaplanacak malzeme yüzeyine püskürtülmesiyle gerçekleşir. Plazma püskürtme tekniği ile metaller çeşitli tozlarla kaplanarak; aşınmaya, oksitlenmeye, korozyona ve ısıya daha dayanıklı hale getirilirler. Bu teknoloji, aşınma ve ısı etkisiyle bölgesel olarak tahrip olmuş alanların tamiratına da imkan sağlar. Ayrıca, ana malzemenin özellikleri de korunmaktadır. Proses, otomotiv, kimya, cam, uçak, uzay, kağıt sanayi, nükleer teknoloji ve termik elektrik santrallerinde çeşitli uygulama alanları bulmuştur. Plazma püskürtme yöntemi kullanılarak, bir ötektik alaşım olan %12Si alaşımlı alüminyum ana malzemesini, %12 Si katkılı Al tozu içine farklı oranlarda bor- karbür (%5-l 0-1 5-20-25 B4C) ilavesi ile hazırlanmış toz karışımı ile kaplanarak; hem esas malzemeyle uyumlu hem de ana malzemeye göre daha sert ve aşınmaya daha dirençli bir yüzey oluşturarak A1-12Sİ ana malzemenin yüzey özelliklerini iyileştirmek amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda: - Ana Malzemenin Spektral Analizi, - Tozların Tane Boyutu Analizi, - Yüzey Pürüzlülüğü Ölçümleri, - X-Işmlan Analizleri, - Dilatometrik Ölçümler, - Mukavemeti Hesaplamaları, - Mikrosertlik Ölçümleri, - Optik Mikroskop İncelemeleri, - SEM İncelemeleri ve EDX analizi ayrıca - Aşınma Deneyleri çalışmaları yapılmıştır. Bu deneyler ışığında: Takviye partikülü miktarı arttıkça sertlik değerinde artış olmakla beraber gözenek, yapışma mukavemeti, ısıl genleşme, yüzey pürüzlülüğü değerlerinde azalma olmuştur. Ayrıca en iyi aşınma direncine %20 B4C içeren kaplamada rastlanmıştır.

Al-Si +B4C COATING ON Al-12%Si SUBSTRATE BY PLASMA SPRAY TECHNOLOGY SUMMARY Keywords: Plasma Spray, B4C, Al-Si, Thermal Expansion, Wearing, Plasma spraying is high-tech process used in a wide range of industries to provide functionally effective surfaces. Almost all materials which can be converted into high quality coatings using plasma spraying. Applying this versatile, flexible, high quality and economic technology. The increase of outputs efficiencies of machines brought about by higher pressure, temperatures and mass flow often results in the max: permissible stresses of present day materials being approached. Modern engineering practice not only imposes stringent requirements as far as individual properties concerned, but also makes demands on the versality of the materials.The purpose of the surface technology is to produce functionally effective surfaces. This implies matching the surface properties of a component to its particular operating stresses. The aim is to achive improvement of operating live, reliability, economic performans, safety and output from products and processes. In this study, Al-12%Si alloy is coated by reinforced materials which consist of accordingly 0% B4C, 5% B4C, 10% B4C, 15% B4C, 20% B4C and 25% B4C, mixed with Al-Si powders. Coatings were produced plasma spray process and investigated in different reinforced phases. Reinforced plasma coatings were characterized by metallographic evaluations, SEM, surface smoothness, adhesive strength, X-rays, microhardness, thermal expansion behaviour, and wearing. The effects of the B4C particle additives on the Al-Si/ B4C composite coatings by plasma spray technique were systematically analysed using surface roughnes, XRD, SEM, Optical microscope, thermal expansion, microhardness and bond strength. Mixed Al and B4C composite powders were sprayed on the substrate by plasma spray technique. It was possible to produce Al alloy matrix composites reinforced with B4C particles. During sprayed of composites various, no reaction products were formed in the Al matrix as well on the surface of B4C particles. The increase of the boron carbide particles on the coatings were caused on the decrease of the surface roughness, porosity, the bond strength and thermal expansion coefficient. The microhardness was also substantially improved by the addition of boron carbides The increase of the wear resistance up to 20%B4C was demonstrated with the increase of the forces respectively, ION, 20N and 40N. XIV