Mikro ark oksidasyon işleminde grafit ilavesinin AA-2024 alüminyum alaşımının yüzey özelliklerine etkisi ve aşınma davranışının incelenmesi
The effects of graphite additive on the surface propertiesand investigation of the wear behavior of AA-2024 aluminum alloy in micro arc oxidation process
Yazar: ALİ OKTAY GÜL
Danışman: PROF. DR. BÜLENT ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, AA-2024 alüminyum alaşımı yüzeyine mikro ark oksidasyon yöntemi ile kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Temel alkali elektrolit ve bu elektrolit içerisine grafit partikülleri eklenerek iki farklı elektrolit hazırlanmıştır. Numune yüzeyinde oluşan oksit tabakanın, yüzey özelliklerine ve tribolojik davranışa grafitin etkisi incelenmiştir. Kaplanmış numunelerin yüzey pürüzlülükleri, kaplama kalınlıkları, faz kompozisyonları ve aşınma davranışları incelenmiştir.
Grafit partiküllerinin ilavesi ile bozunum voltajının düştüğü görülmüştür. Mikro ark oksidasyon yöntemi ile kaplama sonrası yüzey pürüzlülüğünün belirgin bir şekilde arttığı gözlemlenmiştir. Ancak grafit partiküllerinin ilavesi ile yüzey pürüzlülüğünün iyileştiği gözlemlenmiştir. Grafit katkılı ve grafit katkısız kaplanmış numunelerin kaplama kalınlık değerlerinde çok bir değişik olmadığı görülmüştür. Hem grafit katkısız kaplamalı hem de grafit katkılı kaplamalı numunelerde hâkim fazların α-Al2O3 ve γ-Al2O3 fazı olduğu gözlemlenmiştir. Grafit partiküllerinin ilavesi ile kaplama yüzeyinde oluşan gözenek sayısının düştüğü görülmüştür. Ayrıca, altlık malzemeden yoğun ara tabakaya gidildikçe numune sertliği artmış, yoğun ara tabakadan dış tabakaya doğru gidildikçe ise sertlik azalmıştır. Kaplama işlemi sonrası AA-2024 alaşımının aşınma direncinin belirgin bir şekilde arttığı tespit edilmiştir.



Anahtar Kelimeler: Mikro ark oksidasyon, Grafit, AA-2024, Aşınma direnci

Abstract:
In this study, coating process was carried out on the surface of AA-2024 aluminum alloy by micro arc oxidation method. Two different electrolytes were prepared basic alkaline electrolyte and by adding graphite particles into this electrolyte. The effect of graphite on the surface properties and tribological behavior of the oxide layer formed on the sample surface was investigated. The surface roughness, coating thickness, phase composition and wear behavior of the coated samples were examined.
The results show that the breakdown voltage was decreased with the addition of graphite particles. It has been observed that surface roughness increases significantly after coating with micro arc oxidation method. However, The surface roughness improves with the addition of graphite particles. It was observed that there was not much change in the coating thickness values of the coated samples with graphite additive and non-graphite additive. The results show that the dominant phases were α-Al2O3 and γ-Al2O3 phase in both coated samples with graphite additive and non-graphite additive. In addition to this, the number of pores formed on the coating surface were decreased with the addition of graphite particles. Besides, the hardness of the sample from the substrat material to the dense intermediate layer increased and from dense intermediate layer to the outer layer decreased. As a result of the investigation, the wear resistance of AA-2024 alloy were increased significantly after coating.


Key Words: Micro arc oxidation, Graphite, AA-2024, Wear resistance