Akımsız Ni-P kaplamalarda kaplama parametrelerinin belirlenmesi ve mekanik özelliklerine etkisi
Determination of coating parameters in electroless Ni-P coatings and their effects on mechanical properties
Yazar: ULAŞ MATİK
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN ÇITAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Akımsız Nikel (AN) kaplama; nikel iyonlarının otokatalitik veya kimyasal indirgeme yoluyla malzeme üzerine kaplanması tekniğidir. AN kaplamalar sahip oldukları mükemmel aşınma ve korozyon dirençleri, lehimlenebilirlikleri ve kaplandıkları parçanın şekline bağlı olmaksızın her yerde eşit kaplama kalınlığı sağlamaları sebebiyle birçok endüstri kolunda uygulanmaktadır. Ni-P alaşımlarında fosfor içeriği kaplamanın yapısı başta olmak üzeri, diğer özellikleri üzerinde güçlü etkilere sahiptir. Ni-P alaşımları fosfor içeriklerine bağlı olarak düşük, orta ve yüksek fosforlu üzere üç sınıfa ayrılmaktadır.Bu çalışmada ısıl işlemin, akımsız Ni-P kaplamaların sertlik ve aşınma karakteristiklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, uygulanacak çeşitli test ve analizler için AISI 1010, AISI 1020 ve AISI 304 numuneler üzerine, üç farklı çözelti kullanılarak düşük, orta ve yüksek fosforlu kaplama yapıldı. Kaplanmış numunelerin bir kısmına, farklı sıcaklıklarda akan argon atmosferi altında izotermal ısıl işlem uygulandı. Numunelere DSC, SEM, EDS, XRD, yüzey pürüzlülük, optik mikroskop ve mikrosertlik karakterizasyon analizleri uygulandı. Aşınma deneyleri pin-on-disk tipi adhesif aşınma cihazında yapıldı. Isıl işlem sonucu amorf yapılı akımsız Ni-P kaplamaların kristal yapıya dönüştüğü tespit edildi. Yapılan ısıl işlemlerde 400 °C'de her üç kaplamada da sertliğin en yüksek değere ulaştığı, daha yüksek sıcaklıklarda ise sertliğin azaldığı tespit edildi. Isıl işlem sonucunda 300 °C ye kadar aşınma miktarları azalırken, bu sıcaklıktan sonra aşınma miktarlarında değişme olmadığı görüldü. Ayrıca kaplama fosfor oranının artmasıyla sürtünme kuvvet değerlerinin düştüğü tespit edilmiştir.

Abstract:
Electroless Nickel (EN) plating is a coating technique of nickel ions on substrate by autocatalytic or chemical reduction. EN plating were applied on lots of industry possess because of their excellent wear and corrosion resistance, solderability and providing uniform coating thickness notwithstanding part shape. In Ni-P alloys, phosphor content has strong affect on properties especially on coating structure. Ni-P alloys are separated three groups; low, medium and high phosphor according with phosphor content.In this study, the effect of heat treatment on hardness and wear characteristics of Ni-P coatings was investigated. For this aim, low, medium and high phosphor coatings have been applied on AISI 1010, AISI 1020 and AISI 304 samples using three different solutions to apply different tests and analysis. Isothermal heat treatments were applied on some of the coated specimens at varying temperature under flowing Ar atmosphere. DSC, SEM, EDS, XRD, surface roughness, optical microscope analysis and microhardness and wear tests have carried out. It has been found that the highest hardness was provided at 400 °C and hardness was decreased at higher temperatures. It has been determined that as wear amount was decreasing up to 300 oC higher temperature has no effect on wear properties. It has also been found that friction forces were decreased with increasing phosphor content.