Mikro ark ve sert anotlama ile kaplanmış alüminyum 7075 alaşımının karakterizasyonu ve aşınma özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of characterization and wear properties of aluminum 7075 alloy coated with micro arc and hard anodizing
Yazar: GAMZE YAZBAHAR
Danışman: PROF. DR. BÜLENT BOSTAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Alüminyum ve alaşımları özgül ağırlıkları, şekillenebilirlik, iyi seviyede kimyasal ve fiziksel gibi önemli özellikleri ile ön plana çıkmaktadırlar. Alüminyumun bu üstün özelliklerine karşın düşük aşınma, nispeten düşük sertlik ve implant uygulamalarında istenilmeyen toksin ve olumsuz korozyon etkileşimine sahiptir. Bu istenilmeyen özellikleri gidermek adına pek çok metalik malzemenin özel ve teknik uygulamaları için, yüzey modifikasyon tekniklerinin kullanımına yönelik çalışmalar devam etmektedir. Bu kaplama yöntemlerinden biri olan Mikro ark oksidasyon (MAO), teknolojinin ilerlemesi ile birlikte, yüksek aşınma ve sertlik direncine sahip seramik yüzeylerin elde edilebildiği elektrokimyasal bir kaplama yöntemidir. Alt tabakaya iyi yapışması ile birlikte uygulanan kaplama işlemi esnasında bileşikler ve elementlerle zenginleştirilebilen homojen oksit kaplamaların elde edilmesine imkan sağlar. Bu çalışma da ticari olarak satın alınan 7075-T6 alüminyum alaşımına deneysel tüm testler için numuneler hazırlanmıştır. Standartlara uygun numuneler Mikro Ark Oksidasyon (MAO) ve Sert Anotlama (HA) yöntemi ile kaplama yapılmıştır. Aşınma testi için numuneler hassas kesme cihazı ile 10x10x5 mm ebatlarında kesilmiştir. Hazırlanan numunelerin taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile kaplama kalınlıkları ölçülmüştür. İki farklı kaplamanın yüzey sertlikleri (HV 0.3) ve aşınma test sonuçları kıyaslanmıştır. Yüzeyden 2 μm mikro ark oksidasyon kaplanan numunelerin mikro sertlik değeri 272,50 (HV 0,3) ölçülmüştür. Sırasıyla 20, 50, 100 μm sert anotlama yapılan numunelerin mikro sertlik değerleri 252,8-194,5-141,2 (HV 0,3) ölçülmüştür. Aşınma test sonucuna göre ise mikro ark oksidasyon (MAO) ile kaplanan numunlerin ağırlık kaybı sert anotlama 20μm, 50μm, 100μm ile kaplanan numunelere kıyasla daha az olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Aluminum and alloys stand out with their important properties such as specific gravity, formability, good chemical and physical properties. Despite these superior properties of aluminum, it has low wear, relatively low hardness and undesirable toxin and negative corrosion interaction in implant applications. In order to eliminate these undesirable properties, studies on the use of surface modification techniques are continuing for special and technical applications of many metallic materials. Micro arc oxidation (MAO), one of these coating methods, is an electrochemical coating method in which ceramic surfaces with high wear and hardness resistance can be obtained with the advancement of technology. With its good adhesion to the substrate, it allows obtaining homogeneous oxide coatings that can be enriched with compounds and elements during the coating process. In this study, samples were prepared for all experimental tests on the commercially purchased 7075-T6 aluminum alloy. The samples conforming to the standards were coated with Micro Arc Oxidation (MAO) and Hard Anodizing (HA) methods. For the wear test, the samples were cut with a precision cutting device in 10x10x5 mm dimensions. Coating thickness of the prepared samples was measured by scanning electron microscope (SEM). Surface hardness (HV 0.3) and wear test results of two different coatings were compared. The microhardness value of 2 μm micro arc oxidation coated samples from the surface was measured as 272.50 (HV 0.3). Microhardness values of 252.8-194.5-141.2 (HV 0.3) were measured, respectively, of 20, 50, 100 μm hard anodized samples. According to the wear test results, it was observed that the weight loss of the samples coated with micro arc oxidation (MAO) was less compared to the samples coated with hard anodizing 20μm, 50μm, 100μm.