ZrN KAPLAMANIN 1.2367 SICAK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN AŞINMA PERFORMANSINA ETKİLERİ


Sert Y., Kahramanzade H., Küçükömeroğlu T., Karaman D., Yazıcıoğlu F.

8. ULUSLARARASI MÜHENDİSLİK VE TEKNOLOJİ YÖNETİMİ KONGRESİ, İstanbul, Türkiye, 8 - 10 Aralık 2022, ss.1-5

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-5
  • Karadeniz Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

EN DIN 1.2367 sıcak iş takım çelikleri, sahip oldukları termal şok dayanımı, tokluk ve süneklik özellikleri sayesinde dövme uygulamalarında kalıp malzemesi olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak sektör temsilcileri ve literatür araştırmalarındaki üretim-enerji maliyeti ve piyasa rekabeti şartları dikkate alındığında, 1.2367 çeliklerinin aşınma performanslarının geliştirilmesi gerekliliği ön plana çıkmaktadır. Bu doğrultuda, söz konusu çalışmada 1.2367 sıcak iş takım çeliği yüzeylerinin aşınma direncini artırmak amacıyla vakum ortamında katodik ark buharlaştırma teknolojisi kullanılarak ZrN tabakası ile kapılanması planlanmıştır. ZrN kaplamasının kalıp yüzeyine yapışma kabiliyeti, oluşturulacak ara tabakaya bağlı olduğundan, kaplama işleminde CrN ve AlCrN ara tabakalar kullanılmıştır. Oluşturulan kaplama tabakalarının yapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri belirlenerek, farklı ara tabakaların kaplama özelliklerine etkileri ortaya konmuştur. Numunelerin tribolojik özellikleri, dövme işlemini diğer geleneksel aşınma test düzeneklerine göre daha iyi yansıtabileceği öngörülen darbeli kayma aşınma test düzeneği kullanılarak belirlenmiştir. Aşınma testleri neticesinde numunelerin yüzeylerinde oluşan aşınma izleri, taramalı elektron mikroskobu yardımıyla incelenmiştir. Elde edilen bulgularda, katodik ark buharlaştırma yönteminin karakteristik bir özelliği olarak kaplama yüzeylerinde droplet ve çukurlar meydana gelmiştir. Her iki ara tabaka ile oluşturulan kaplamaların sertlikleri 1.2367 kalıp çeliğinden daha yüksektir. Aşınma testleri neticesinde, kalıp malzemesinin aşınma dayanımının kaplama uygulamaları sayesinde geliştiği tespit edilmiştir. Darbeli kayma aşınma testlerinde, yüzeylerde oluşan aşınma izleri darbe, kayma ve son temas bölgesi olarak üç ana bölgeye ayrılarak değerlendirilmiştir. Darbe bölgesinde, uygulanan darbe kuvvetinin etkisiyle derin oluklar meydana gelmiştir. Ayrıca aşınma iz kenarlarında mikro çatlak oluşumları gözlenmiştir. Kayma bölgesinde özellikle yapıda bulunan damlacıkların etkisiyle trombosit benzeri izlerin meydana geldiği belirlenmiştir. Son temas bölgesinde ise derin oluklarla birlikte kayma bölgesinden taşınan aşınma parçacıklarının iz kenarlarına biriktiği gözlenmiştir.