• Ana Sayfa

Yüksek Sıcaklık Uygulamaları İçin Nitrürlenmiş H13 Çeliği Üzerine Kaplanan Dereceli TiAlCrNbN Filmin Sentezi ve Mekanik-Tribolojik Özelliklerinin Araştırılması

Creative Commons License

KÜÇÜKÖMEROĞLU T. (Yürütücü), Efeoğlu İ., Kara L., SERT Y.

TÜBİTAK Projesi, Devam Ediyor

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Devam Ediyor
  • Bitiş Tarihi: Devam Ediyor

Proje Özeti

Bu projede alüminyum alaşımlarının ekstrüzyonunda kullanılan ekstrüzyon kalıplarında ortaya çıkan kalıp aşınma sorunlarının çözülmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, imalat sürecinde kalıplarda görülen ve kalıbın servis ömrünü olumsuz etkileyen aşınma kaynaklı sorunları gidermek veya en aza indirgemek için kalıp yüzeyine uygulanacak bir kaplama tabakası geliştirilerek, bu kaplamanın mekanik ve tribolojik davranışları incelenmiştir.

Alüminyum alaşımlarının ekstrüzyonunda kalıp malzemesi olarak kullanılan en yaygın malzeme AISI H13 (1,2344) sıcak iş takım çeliğidir. Kaplama işlemi, taban malzemesi olarak belirlenen AISI H13 çeliğine, uygulanan geleneksel ısıl işlemler ve endüstriyel gaz nitrürleme işleminin ardından uygulanmıştır. Söz konusu kaplama tabakası, geçiş metalleri olan Ti, Al, Cr ve Nb elementlerinin reaktif gaz olarak azotun bulunduğu ortamda “Kapalı alan dengesiz manyetik alanda sıçratma” yöntemi kullanılarak dereceli TiAlCrNbN şeklinde gerçekleştirilmiştir. Kaplama parametreleri Taguchi yöntemiyle (34) belirlenmiştir. Üretilen kaplama tabakası, morfolojik, mekanik, adezyon, sürtünme ve aşınma özellikleri açısından oda ve yüksek sıcaklıkta incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, TiAlCrNbN kaplama tabakası, nitrürlenmiş AISI H13 çeliğinin oda sıcaklığında aşınma direncini 2 kat, yüksek sıcaklıkta (450oC) ise 8 kat artırmıştır. Elde edilen kaplama tabakasında erişilen 68N’luk adezyon dayanımı başarı ölçütü olarak belirlenen 75N değerini sağlayamamıştır. Bunun neticesinde alternatif bir kaplama tabakası olarak “TiAlZrN” proje ekibimiz tarafından belirlenmiştir. Aynı taban malzeme ve yöntem kullanılarak üretilen TiAlZrN kaplama tabakası ile 79N’luk bir adezyon dayanımına erişilmiştir. Söz konusu kaplama tabakasının oda sıcaklığındaki aşınma miktarının sadece nitrürlenmiş durumdaki çelik malzemeye oranla 100 kat azaldığı görülmüştür. Bu TiAlZrN kaplama tabakası yüksek sıcaklıkta ise aynı performansı sergileyememiştir. Taban malzemenin (nitürlenmiş AISI H13) yüksek sıcaklıktaki aşınma direnci, kaplanmış numunelerden daha iyi sonuçlar vermiştir. Yüksek adezyon dayanımı ve nispeten düşük sıcaklıklarda yüksek aşınma direnci istenen çalışmalarda TiAlZrN kaplama tabakası kullanımı, yüksek sıcaklık uygulamalarında ise TiAlCrNbN kaplama tabakasının daha üstün özelliklerde olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçların, ilgili alanda kullanılması durumunda üretim yapan firmaların piyasadaki rekabet gücünü artıracağı düşünülmektedir.