Çelik yüzeylerin elektrospark alaşımlama yöntemi kullanılarak kromkarbür-nikelkrom ile kaplanması

Abstract

Electro-Spark Alaşımlama yöntemi metalik yüzeylerde sert ve aşınmaya dayanıklı bir kaplama üretmede gelecek vaat eden bir yöntemdir. Electro-Spark Alaşımlama metodu, metalik malzemelerin yüzeylerine geleneksel yöntemlere kıyasla çok daha kuvvetli olarak bağlanan ve iyi bir yapışma sergileyen kaplamalar yapılmasını sağlayan, kullanılan elektrodun darbeli (pulse) elektrik akımlarının oluşturduğu plazma formasyonu vasıtasıyla yüzeyde biriktirilmesi prensibine dayanan bir mikro-kaynak işlemidir. Bu çalışmada çelik numunelere Electro-Spark Alaşımlama tekniği kullanılarak kromkarbür-nikelkrom (Cr3C2-NiCr) kaplama yapılmıştır. Electro-Spark Alaşımlama yönteminde prosesin uygun parametreleri belirlendikten sonra oluşturulan kaplama yüzeyleri incelenmiştir. Oluşan mikroyapı ve fazlar X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Ortalama 20 ?m kalınlığa sahip tam olarak yoğun ve kuvvetli bir yapışkan kaplama tabakası elde edilmiştir. Buna ek olarak, kaplama ve alt tabakaların sürtünme ve aşınma özellikleri, aşınma testleriyle sistematik olarak incelenmiştir. Deneysel sonuçlar Electro-Spark Alaşımlama işlemi yoluyla çelik altlıkta biriken bir Cr3C2-NiCr kaplama varlığını ve kaplamanın aşınma direnci ve sürtünme katsayısını belirgin bir şekilde geliştirmiş olduğunu göstermektedir. Ayrıca altlık kısmın sertlik değeri ortalama 298 HV iken, kaplamanın yüzeyinde sertlik 1613 HV'ye ulaşmıştır.

Electrospark deposition (ESD) method is a promising process to produce hard and wear-resistant coatings on metallic substrates. ESD is a micro welding process applied by an electrode using pulsed electric currents, thus depositing coating material on the surface of the substrate. It ensures a metallurgically bonded and stronger coating layer than any conventional technique. In this study, ESD has been successfully applied to deposit Cr3C2-NiCr on steel substrate. Electro-Spark Alloying method of determining the appropriate parameters in the process created after the surfaces have been investigated. The microstructures of the deposited coatings were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy. It has been possible to obtain a fully dense and strong adherent coating layer with a thickness of 20 ?m. In addition, the friction and wear properties of the coatings and substrates were investigated systematically by conducting tests. The experimental results demonstrate that the wear resistance of the steel substrate, which contains a Cr3C2-NiCr coating deposited via the ESD process, is noticeably enhanced under the dry sliding wear conditions. In addition, while the microhardness of substrate is 298 HV on average, the microhardness of the coating reaches 1613 HV onto the surface.