Plazma püskürtme yöntemi ile seramik esaslı tozlarla kaplanan magnezyum alaşımının yüzey kaplama özelliklerinin araştırılması
Investigation of surface coating properties of magnesium alloy coated with ceramic based powders by plasma spraying method
Yazar: ABDULKADİR ZİREK
Danışman: DOÇ. DR. CİHAN ÖZEL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada,  AZ91D magnezyum alışımın yüzeyi Cr2O3, Al2O3-40TiO2 ve Cr2O3-40TiO2 tozları ile kaplandı. Yüzey kaplama yöntemi olarak plazma sprey yöntemi kullanıldı. Yüzey kaplama işlemi iki farklı sprey mesafesi (110 mm ve 130 mm) ve iki farklı akım (580 A, 500 A) değerinde yapıldı. Kaplanan yüzey tabakalarının mikroyapıları optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve enerji dağılımlı X-ışınları (EDS) yöntemleriyle analiz edildi. Mikrosertlik ölçümleri, mikrosertlik test cihazında gerçekleştirildi. Kuru kaymalı aşınma özellikleri disk-on-disk tip aşınma deney cihazı kullanılarak belirlendi. Aşınma testleri 2.5 N, 5 N, 7.5 N yükte ve 150 m kayma mesafesinde gerçekleştirildi. Cr2O3 ile kaplanan numunelerin kaplama tabakalarında Cr2O3 ve Cr tespit edilmiştir. Al2O3-40TiO2 ile kaplanan numunelerin kaplama tabakalarında Al2O3, Ti2O3 ve TiO tespit edilmiştir. Cr2O3-40TiO2 ile kaplanan numunelerin kaplama tabakalarında Cr2O3, TiO2 ve TiO tespit edilmiştir. En yüksek yüzey pürüzlülüğüne sahip olan numuneler Cr2O3 ile kaplanan numunelerdir. En yüksek sertlik değeri Al2O3-40TiO2 ile yüksek ısı girdisi ve düşük sprey mesafesinde kaplanan numunede 845 HV0,1 ölçülmüştür. Uygulanan tüm kuvvet değerlerinde, kaplanmış numunelerin aşınma dirençleri altlık malzemeden daha yüksek çıkmıştır. En yüksek aşınma direncine sahip numune, Cr2O3 ile yüksek ısı girdisi ve düşük sprey mesafesinde kaplanan numune olmuştur. Tüm yük değerlerinde altlık malzemenin sürtünme katsayısı (µ), kaplanmış numunelerden daha düşük olmuştur. AZ91D' nin ve kaplanmış numunelerin µ değerleri normal kuvvet arttıkça artmıştır. Al2O3-40TiO2 kaplı numunelerin µ değerleri diğer numunelere göre daha düşük olmuştur. Ayrıca kaplanmış numunelerin µ değerleri, akımın azalması ve sprey mesafesinin artmasıyla artmıştır.

Abstract:
In this study, the surface of AZ91D magnesium uptake was coated with Cr2O3, Al2O3-40TiO2 and Cr2O3-40TiO2 powders. Plasma spray method was used as surface coating method. Surface coatings were carried out at two different spray distances (110 mm and 130 mm) and two different currents (580 A, 500 A). The microstructures of the coated surface layers were analyzed by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray (EDS) methods. Microhardness measurements were performed on microhardness test device. Dry sliding wear properties were determined using disc-on-disc type wear test device. Wear tests were performed at a load of 2.5 N, 5 N, 7.5 N and a sliding distance of 150 m. Cr2O3 and Cr were detected in the coating layers of the samples coated with Cr2O3. Al2O3-Ti2O3 and TiO were determined in the coating layers of the samples coated with Al2O3-40TiO2, Cr2O3, TiO2 and TiO were determined in the coating layers of the samples coated with Cr2O3-40TiO2. The samples with the highest surface roughness are those coated with Cr2O3. The highest hardness value was measured at 845 HV0.1 in the sample coated with Al2O3-40TiO2 at high heat input and low spray distance. At all applied force values, the wear resistance of the coated samples was higher than the substrate material. The sample with the highest abrasion resistance was the sample coated with Cr2O3 at high heat input and low spray distance. At all load values, the coefficient of friction (µ) of the substrate was lower than the coated samples. AZ91D and coated samples µ values increased as normal force increased. Al2O3-40TiO2 coated samples µ values were lower than other samples. In addition, the µ values of the coated samples increased with decreasing current and increasing spray distance.