Mikro ark oksidasyonda (MAO) elektriksel proses parametrelerin alüminyum esaslı malzeme kaplamalarına etkisi

Abstract

Gu?nu?mu?z teknolojilerinde malzeme sec?iminde hafiflik, mekanik deg?erler, geri do?nu?s?ebilirlik ve kolay s?ekillendirme gibi o?zelliklere dikkat edilmektedir. O?zellikle hafif metal tercihi birc?ok sebepten o?tu?ru? son yıllarda c?ok popu?ler olmus?tur. Alu?minyum ve alas?ımları du?s?u?k yog?unlukları ile go?ze c?arpan ve u?zerine aras?tırmalar yapılan bir metaldir. Savunma, gemicilik, uzay ve otomotiv endu?strisinde alu?minyum ve alas?ımlarının kullanımı son yıllarda o?nemli bir artıs? go?stermektedir. Alu?minyum metalinin du?s?u?k sertlik ve du?s?u?k as?ınma direncine sahip olması, u?retilen parc?aların kullanım o?mru?nu? azaltmakta ve kullanım alanlarını kısıtlamaktadır. Bu dezavantajların giderilmesi ic?in farklı alas?ımları kullanılmakta veya yu?zey modifikasyonu is?lemlerine bas?vurulmaktadır. Anodik oksidasyon prensibiyle c?alıs?an Mikro Ark Oksidasyon (MAO) teknig?i, alu?minyum metali o?zelinde tercih edilen bir yu?zey modifikasyon yo?ntemidir. MAO, son 20 yıl ic?erisinde c?ok hızlı bir s?ekilde gelis?mis? ve bu yo?ntem endu?striyel boyutlarda kullanılmaya bas?lanmıs?tır. MAO sistemi; elektrolit ic?erisindeki numuneye yu?ksek voltaj uygulayarak malzeme yu?zeyinde oksit tabaka olus?turulma prensibi ile c?alıs?maktadır. Bu yo?ntemle olus?turulan oksit kaplama tabakasının yapıs?ma kuvveti, kaplama kalınlıg?ı, maliyeti, c?evreye salınan kirlilig?i ve kaplama porozite miktarı konularında birc?ok kaplama is?lemlerine go?re avantaj sag?lamaktadır. Bu yo?ntemin en go?ze c?arpan o?zellig?i ise alu?minyum metaline c?ok yu?ksek korozyon ve as?ınma direnci kazandırmasıdır. Bu c?alıs?mada MAO yo?ntemi ile alu?minyum malzemelerin yu?zeyleri kaplanmıs?tır. Farklı elektriksel parametreler kullanılarak kaplama tabakasının morfolojik ve mekanik o?zellikleri aras?tırılmıs?tır. C?alıs?malarda taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dag?ıtıcı X-ıs?ını spektrometresi (EDX), kaplama kalınlıg?ı, yu?zey pu?ru?zlu?lu?g?u?, XRD, kaplama porozite o?lc?u?mleri, korozyon ve sertlik analizleri yapılmıs?tır. Yapılan karakterizasyonlar sonucunda farklı yapılarda kaplama tabakaları tespit edilmis?tir. Anot-katod darbe vurus? su?releri artıkc?a ve uygulanan katodik voltaj deg?eri deg?is?tikc?e kaplama tabakasının morfolojik, mekanik ve kimyasal o?zellikleri bu?yu?k farklılıklar sergilemis?tir.Aluminium and its alloys have acquired more importance in several industries such as automotive, aerospace and transportation parts. This interest in the aluminium comes from its high strength to weight ratio, convenient corrosion resistance and lightweight. Nevertheless, their disadvantages are low wear resistance, low hardness and hard to lubricate, thus they have limitative usage applications. Due to have low mechanical and tribological properties, some surface treatment have performed on aluminium alloys for improving their properties, such as physical vapour deposition, chemical vapour deposition, thermal spraying and ion beam assisted deposition. One of the alternative system is Micro-Arc Oxidation which performs thick and hard alumina coatings at bulk material and acquired wear resistance, thermal resistance and corrosion resistance surfaces. By the litreture, it is showed that the electrical parameters, such as current mode, applied voltage, applied current, etc., made differences on MAO coatings. However, our knowledge of the effect of pulse duration on coating properties was not yet investigated. Thus, the aim of this study was examined the effect of anodic- cathodic pulse couple duration on structure and morphology of MAO coatings on aluminium alloy. Due to the finding pulse duration effect: duty cycle, anode voltage, cathode voltage, coating time, electrolyte temperature and electrolyte composition were kept constant. Nine different anode-cathode pulse duration couples were used in this investigation. The scanning electron microscope (SEM), surface roughness (Ra), X-ray diffraction (XRD) technique, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), coating porosity measuremnt, corrosion tests and indentation tests were carried out to investigate the microstructure, surface properties, phase distribution and hardness of the coatings etc. By increasing of pulse couple durations and cathodic voltages, there occurred three different trends on coatings, which have different the morphological, mechanical and chemical properties.