Termokimyasal metodla ince tabaka eldesi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler : Termokimyasal Reaksiyon, Difüzyon, İnce Sert Filmler Sert kaplamalarla malzemelerin korunması, parça performansının arttırılmasında kullanılan en önemli yollardan biridir. Çeşitli mühendislik malzemelerinin yüzeyine kaplanan genelde aşınmaya ve korozyona dirençli sert kaplamalar katı, sıvı ve gaz ortamlarda çok değişik yöntemlerle uygulanabilmektedir. Yüzeyi karbürlenmiş çelik grubu malzemeler yüzeyin çok sert, aşınmaya dayanıklı ve sürtünme katsayısının çok düşük olması sebebiyle endüstride bir çok kullanım alam bulmuştur. Difüzyonla karbür kaplama ile elde edilen özellikler diğer geleneksel yüzey işlemleri ile karşılaştırıldığında daha yüksek aşınma ve oksidasyon direncine sahip oldukları tesbit edilmiştir. Difüzyonlu kaplamalar, ısı etkisi altında altlık malzemesi ve metal veya metalik olmayan kaplama malzemesi arasındaki kimyasal etkileşim sonucu kuvvetli alaşım (karbürü) oluşumu ile gerçekleşir. Bu çalışmada karbürleme yöntemi olarak `katı ortamda karbürleme` ve karbürleme işleminin gerçekleştiği katı ortamın bileşimi olarak ferro-krom, amoyumklorür ve alumina seçilmiştir. En uygun karbürleme ortamım bulabilmek için çeşitli kompozisyonlar hazırlanmış ve yapılan deney sonuçlan göz önüne alındığında optimum bileşimin %50 Fe-Cr, %12.5 NH4CI, %12.5 Naftalin ve %25 Alumina şeklinde olduğu tespit edilmiştir. Kromlama (kaplama) işlemi 950-1 000°C'lerde 30 dk, 1,2,4 ve 6 saatlik sürelerde gerçekleştirilmiştir. Çeşitli sıcaklık ve sürelerde elde edilen krom karbür tabakası metalografik, mekanik (sertlik) ve difraktometrik olarak karakterize edilmiştir.

THIN HARD COATING BY THERMOCHEMICAL METHOD Keywords : Thermochemical reaction, Diffusion, Thin Hard Coatings SUMMARY The protection of metarials by hard coating is one of the most important and versatile means of improving component performance. Hard materials for coatings can be divided in three groups dependent on the chemical bonding character. These are metallic hard materals (borides, carbides and nitrides nitrides of Al, B and Si), as well as diamond), and Ionic (ceramics) hard materials (oxides of, Al, Zr, Ti and Be). All the compounds stand out for their high hardness and high melting points. Te modulus of elasticitiy is lowest for the ionic hard materials. In generaly the linear thermal expansion coefficient increases from covalent to metallic and ionic hard materials. Hard coatings for resistant to wear and corrosion can be coated an many engineering compenents using in a solid, liquid and gas medium by very different techniques. Diffusion coating systems are only partially defined by describin what is deposited. The properties of the coating are dependent on the substrate and medium compositions. Diffusion coatings realize as a result alloy formation (diffusion) bethween the coating material and the substrate under the influence of heat. Siliconizing, Chromizing, aluminizing, nitriding and carburizing are examples. Carburization (carburizing) is basically a thermochemical proces in which carbide forming elements diffuse into steel surface in a solid, gas or liquid medium. In this study, it is selected in solid state carburization (pack carburizing). The work to be coated (the substrate) is ambedded in a powder mixtures containing the coating substance. A typical powder mixture consists of carbide forming elements(ferro-alloys), carbon containing compound (naphtalen), activator (ammonium chloride) and inert filler material (alumina). In this study, the experiments were carried out at 950 and 1000°C for 0.5-1-2-4 and 6 hrs. Then specimens were characterized by metallographic, mechanical and X-Ray diffraction techniques. It was concluded that as the chromizing temperature and time increase, the thickness of coatings increase. X-Ray investigations shown that, the layers on the specimens holding at 1000°C for 2 hrs two phases (predominantly Cr3C2+Cr7C3), while at 1000°C for 2 hrs have mainly Cr7C3+Cr3C2 phases.