Bor karbür ve titanyum karbür ilaveli sürtünmeli kaplamanın karakteristik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of characteristic properties of boron carbide and titanium carbide additive friction surfacing
Yazar: MEHMET ERBİL ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. LATİF ÖZLER
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Metal kaplama = Metal coating ; Seramik kaplama = Ceramic coating ; Yüzey kaplama = Surface coating ; Yüzey kaplama malzemeleri = Surface coating materials ; Yüzey kaplama yöntemleri = Surface coating methods

Özet:
Kaplama işlemleri, malzemenin özelliklerinin belirlenmesinde önemli rol oynar. Malzemelerin sertlik, korozyon ve aşınma direnci gibi yüzey özelliklerini iyileştirmek ya da bu özellikleri bir araya toplamak amacıyla farklı kaplama yöntemleri kullanılmaktadır. Bu kaplama yöntemlerinden biri de sürtünmeli kaplama yöntemidir. Yöntem, altlık malzeme yüzeyine kendi ekseni etrafında belirli bir çevresel hızda dönen kaplama milinin teması sonucunda plastik deformasyon sıcaklığına ulaşarak altlık malzeme üzerine biriktirme esasına dayanır.
Bu çalışmada, kaplama işlemleri iki farklı yöntem kullanılarak yapılmıştır. Birinci yöntemde önce altlık malzeme yüzeyine belirli oranda kaplama tozu yapıştırılmış daha sonra kaplama mili vasıtasıyla kaplama malzemesinin altlık malzeme yüzeyine karışması sağlanarak malzeme kaplanmıştır. İkinci yöntemde ise takviye malzemeleri ve alüminyum tozlar çeşitli oranlarda karıştırılıp, kaplama milinin içine preslenerek sinterlenmiş ve gradyanlı olarak altlık malzeme üzeri kaplanmıştır. Deney parametrelerinin kaplamaların mekanik özellikleri üzerine, mikro yapıya, sertliğe ve aşınma direncine etkisi incelenmiş ve elde edilen kaplamaların eğme deneyleri yapılmıştır. Mikro yapı incelemeleri optik, SEM, EDX ve XRD yardımıyla yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, bazı toz ilavesiz tek katlı kaplamalarda altlık malzeme ile kaplama ara yüzeyinde kısmi boşluklar olduğu görülmüştür. Toz serme yöntemi ile yapılan kaplamalarda altlık malzemesi ile kaplama arasındaki yapışma yüzeyinin oldukça iyi, fakat homojen bir kaplama yapısının oluşmadığı görülmüştür. Toz takviyeli gradyanlı kaplamalarda ise kaplama ile altlık malzemesinin ara yüzey yapışmasının iyi olduğu, katmanlar arasındaki geçişlerin iyi olduğu görülmüştür.

Abstract:
Coating processes play an important role in determining the properties of the material. Different coating methods are used to improve the surface properties of the materials such as hardness, corrosion and wear resistance or to gather these properties together. One of these coating methods is friction surfacing method. The method is based on the principle of accumulation on the substrate material by reaching the plastic deformation temperature as a result of the contact of the consumable rod rotating around the axis to the substrate at a certain rotational speed.
In this study, coating processes were made using two different methods. In the first method, a certain amount of coating powder is adhered to the substrate material surface, and then the material is coated by ensuring that the coating material is mixed with the surface of the substrate material by means of the consumable rod. In the second method, reinforcement and aluminum powders are mixed in various proportions, pressed into the consumable rod and sintered and coated gradiently on substrate surface. The effects of the test parameters on the mechanical properties were investigated. Microstructure, micro hardness and wear resistance were examined and bending tests of the obtained coatings were carried out. Microstructures were investigated with the help of optics, SEM, EDX and XRD. As a result of the study, it has been observed that some powder-free single-layer coatings have partial gaps at the interface of substrate and coating. It was observed that the adhesion surface between the substrate material and the coating of the samples made by the powder laying method was quite good, but a homogeneous coating structure was not formed. In powder reinforced gradient coatings, it was observed that the interlayer adhesion of the coating and the substrate was good and the transitions between the layers were good.