Elektrospark biriktirme yöntemi ile çelik yüzeyler üzerinde Ni/B4C bazlı sert kaplamalar oluşturmak
Ni/B4C based hard coating on steel surface by using electrospark deposition method
Yazar: MEHMET AKİF YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. KEMAL KORKMAZ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Elektro Kıvılcım Biriktirme (ESD) yöntemi, metal yüzeylerdeki küçük ölçekli hasarları, korozyon direncini, kötü yapılmış bileşenlerin onarımını, bileşenlerin fiziko-kimyasal özelliklerini iyileştirmek ve ömrünü uzatmak için kullanılan darbeli bir mikro-kaynak işlemidir.
Elektrospark biriktirme yöntemi ile belirlenen bir elektrotun metalik bir altlık yüzeyine (deposit) biriktirilmesi ile kaplama işleminin gerçekleştirildiği darbeli (pulse) ESD prosesi çok kısa süreler içinde uygulanan yüksek elektrik akımı sonucu altlık ve elektrot arasında oluşturulan sparklar (kıvılcım) ile elektrot malzemenin ergimiş olarak altlık malzemeye transferiyle gerçekleştirilir.
Yapılan bu çalışmada, Elektrospark Biriktirme (ESD) yöntemi ile kaplanmak üzere altlık olarak St 37 çeliği numuneler kullanılmıştır. En uygun ESD proses parametrelerini belirlemek için önce proses üzerinde çalışılmış ve sonrasında Ni/B4C elektrot ile belirlenen numunelerin yüzeylerinde kaplamalar oluşturulmuştur. Çelik yüzeyde yapılan bu kaplama ile yüksek sertlikte, aşınma direnci ve korozyon direnci daha yüksek bir yüzey elde etmek amaçlanmıştır. Yapılan kaplama sonrasında kaplama yapılan numuneler SEM/EDX, XRD ile karakterize edilip; sertlik, aşınma dayanımı, pürüzlülük testlerine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, B4C, martenzit, Alüminyum Nikel fazları elde edilmiş olup, yaklaşık 20 μm kaplama kalınlığına ulaşılmıştır. Altlıkta ölçülen sertlik olan 296 HV değeri yaklaşık 7 kat artarak 2000 HV seviyelerinin üzerine çıkmıştır.

Abstract:
The Electro Spark Deposition (ESD) method is a pulsed micro-welding process used to improve minor damage to metal surfaces, corrosion resistance, repair of poorly made components, improve the physico-chemical properties of components and extend their life.
The pulsed ESD process, in which an electrode determined by the electrospark deposition method is deposited on a metallic substrate surface (deposit), and the coating process is carried out, the electrode material is melted into the substrate material with the sparks created between the substrate and the electrode as a result of the high electric current applied in a very short time carried out by transfer.
In this study, St 37 steel samples were used as substrate to be coated with Electrospark Deposition (ESD) method. In order to determine the most suitable ESD process parameters, first the process was studied and then coatings were formed on the surfaces of the samples determined with Ni/B4C electrode. With this coating on the steel surface, it is aimed to obtain a surface with high hardness, wear resistance and corrosion resistance. After the coating, the coated samples were characterized by SEM/EDX, XRD; hardness, wear resistance, roughness tests were subjected to. According to the results obtained, B4C, martensite, Aluminum Nickel phases were obtained and a coating thickness of approximately 20 μm was achieved. The hardness measured in the substrate, 296 HV, increased 7 times and exceeded 2000 HV levels.