AA-2024 alüminyum alaşımlı malzemenin sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak AL-B4C ile kaplanması
Coating of AA-2024 aluminum alloy material with AL-B4C using hot press strapless sintering method
Yazar: ÖMER ETEM KARLIDAĞ
Danışman: DOÇ. DR. ÇETİN ÖZAY
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Son yıllarda enerjinin tasarruflu kullanılması açısından üretilen araç ve sistemlerin hafif ve mukavemetli olması istemektedir. Özellikle uzay, havacılık ve otomotiv teknolojilerinde yoğun bir şekilde kullanılan AA-2024 alüminyum alaşımının yüzeyinin iyileştirilmesi ile ilgi birçok kaplama ve koruma tekniği kullanılmıştır. Bu çalışmada, alt tabaka malzemesi olarak yüksek ve kriyojenik sıcaklıklarda mükemmel bir mukavemet ve hasar toleransı kombinasyonu sağlayan AA-2024 alüminyum alaşımının yüzeyi sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak Al, B4C tozları ile kaplanmıştır. Uygulanan kaplama yönteminde kaplama tabakasında B4C hacim oranın ve presleme basıncının mikroyapı, makro sertlik ve aşınma direnci üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan incelemelerde kaplama tabakası ve enine kesit mikroyapısı OM ve SEM görüntüleri XRD ve EDS analizleri alınmıştır. Ayrıca, kaplama tabakasının yüzeyi makro sertlik ve lineer ileri geri aşınma testlerine tabi tutulmuştur.
Yapılan çalışma sonucunda, AA-2024 alüminyum alaşımının sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kaplanmasında OM ve SEM görüntülerinde Al ve B4C tozlarının homojen karıştığı ve iyi bir bağ kurudukları görülmüştür. Kaplama tabakası ile alt tabakanın birbirine bağlandığı görülmüştür. Al-B4C kaplama tabakasında B4C hacim oranın artması ile kaplama yüzeyinde makro sertliğin arttığı ve aşınma kütle kaybının azaldığı tespit edilmiştir. Kaplama işleminde kullanılan presleme basıncının artması ile de mikro yapıda tozlar arasındaki mikro boşlukların azaltığı  ve küçüldüğü görülmüş ve makro sertliğin arttığı ve aşınma kütle kayıplarının azaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca, alt tabaka malzemelerinin sıcak preslemeli sinterleme yöntemi ile kaplanması kaplama tabakasının istenilen kalınlıkta üretilmesine imkân sağlamıştır.

Anahtar Kelimeler: Toz Metalürjisi, Sıcak Preslemeli Sinterleme, Kaplama, Sertlik, Aşınma

Abstract:
In recent years, it wants the vehicles and systems produced in order to use energy efficiently to be light and durable. Many coating and protection techniques have been used to improve the surface of AA-2024 aluminum alloy, which is used extensively in space, aviation and automotive technologies. In this study, the surface of AA-2024 aluminum alloy, which provides an excellent combination of strength and damage tolerance at high and cryogenic temperatures as substrate material, was coated with Al, B4C powders using hot pressed sintering method.  In the applied coating method, the effects of B4C volume ratio and pressing pressure on the microstructure, macro hardness and wear resistance in the coating layer were investigated.  In the examinations, OM and SEM images of the coating layer and cross-section microstructure, XRD and EDS analyzes were taken. In addition, the surface of the coating layer has been subjected to macro hardness and linear reciprocating wear tests. 
As a result of the study, it was observed that Al and B4C powders mixed homogeneously and established a good bond in OM and SEM images in hot pressing sintering method coating of AA-2024 aluminum alloy. It has been observed that the coating layer and the substrate are bonded to each other. It was determined that with the increase of B4C volume ratio in the Al-B4C coating layer, the macro hardness increased and the wear mass loss decreased.With the increase in the pressing pressure used in the coating process, it was observed that the micro voids between the powders in the microstructure decreased and became smaller, and it was determined that the macro hardness increased and the wear mass losses decreased.  In addition, the coating of substrate materials by hot pressing sintering method has enabled the coating layer to be produced in the desired thickness.

Keywords: Powder Metallurgy, Hot Pressing Sintering, Coating, Hardness, Wear