Malzemelerin Yüzey İşlemi MEM4043 / bahar

Transkript

1 Malzemelerin Yüzey İşlemi MEM4043 / bahar yüzey mühendisliği Prof. Dr. Gökhan Orhan istanbul üniversitesi / metalurji ve malzeme mühendisliği bölümü

2 Ders İçeriği ve Konular 1 Ders içeriğ-amaç/yöntem 2 Termokimyasal Kaplama Yöntemleri 3 Termokimyasal Kaplama Yöntemleri 4 Galvanizleme İşlemi 5 Elektrolitik Metal Kaplamalar 6 Kimyasal Metal Kaplamalar 7 Emaye Kaplamalar 8 Sol Jel Yöntemi 9 Termal Sprey Teknolojisi 10 Kimyasal Buhar Biriktirme 11 Kimyasal Buhar Biriktirme 12 Fiziksel Buhar Biriktirme 13 Fiziksel Buhar Biriktirme 14 Genel Değerlendirme, Yüzey Analiz Yöntemleri ve Karekterizasyonu

3 Yüzey, iki boyutlu ve tanımlı malzeme özelliklerine sahiptir..

4 Yüzey Mühendisliği Günümüzde yüzey mühendisliği: malzeme yüzey özelliklerinin değiştirilmesine yönelik işlemler, yüzey ve altlık malzemesini tasarımını bir arada ele alan ve bu ikisinin tek başlarına sağlayamayacağı özellikleri ekonomik olarak sağlayabilen işlemler olarak tanımlanır Yüzey Modifikasyonu : Performans artışı Maliyet düşüşü Fonksiyonel kazanım Verim artışı Enerji tasarrufu

5 Malzemelerde çeşitli atmosfer ve çalışma sıcaklıklarda Aşınma Korozyon erozyon yorulma Oksidasyon özelliklerinde iyileştirme.

6 Adhesiv Aşınma : Özellikle birbiriyle kayma sürtünmesi yapan, metal-metal aşınma çiftinde meydana gelen kaynaklaşma olayının bir sonucudur. Abrasif Aşınma : Yırtılma veya çizilme aşınması olarak da isimlendirilen abrasif aşınma, sistemde hızlı hasara neden olan önemli bir aşınma türüdür. Abrasif aşınma; biri diğerinden daha sert ve pürüzlü olan metal yüzeylerinin birbiriyle temas halindeyken kayma sırasında meydana gelir.

7 Korozyon oluşum şartları : Anodik reaksiyon Katodik reaksiyon arayüzey..

8

9 Binek otomobilde ortalama 3000 adet kaplanmış parça mevcuttur. Airbus?

10 Yüzey Kaplama Teknikleri Yüzey Mühendisliği Teknolojileri iki temel gruba ayrılır: YÜZEY İŞLEMLERİ-termokimyasal işlemler Bir malzeme yüzeyine bir başka malzemenin difüzyonu sonucunda yüzeyde bir birleşik tabakasının oluşturulması işlemlerini kapsar (nitrürleme, karbürleme ) YÜZEY KAPLAMALAR Bir malzeme yüzeyine bir başka malzeme ile kaplanması/sıvanması/çöktürülmesi işlemlerini kapsar (metal, alaşım, seramik, kaplamalar, boya, cam, beton kaplamalar..)

11

12 Termokimyasal İşlemler : Karbürleme Borlama Nitrürleme Vanadyumlama Alüminyumlama vb. Bu yöntemde yabancı element atomunun taban malzemesine difüzyonu söz konusudur.

13 Yüzey Kaplama Teknikleri Yüzey Mühendisliği Teknolojileri iki temel gruba ayrılır: YÜZEY İŞLEMLERİ-termokimyasal işlemler Bir malzeme yüzeyine bir başka malzemenin difüzyonu sonucunda yüzeyde bir birleşik tabakasının oluşturulması işlemlerini kapsar (nitrürleme, karbürleme ) YÜZEY KAPLAMALAR Bir malzeme yüzeyine bir başka malzeme ile kaplanması/sıvanması/çöktürülmesi işlemlerini kapsar (metal, alaşım, seramik, kaplamalar, boya, cam, beton kaplamalar..)

14 Yüzey Kaplama Teknikleri YÜZEY KAPLAMALAR inorganik esaslı Gaz yada Buhar Fazından Yapılan Kaplamalar KBB FBB IBAD Sıvı Fazından Yapılan Kaplamalar Elektrokimyasal Kimyasal Sol-Jel Sıvı veya Yarı Sıvı Fazdan Gerçekleştirilen Kaplamalar Lazer Termal Spery Kaynak

15

16 Proses Hangi kaplama prosesinin kullanılacağı : ekonomik-teknik-kalite-çevre çerçevesinde seçilir.

17 Proses Seçimi Ekonomik Teknik Kalite yüksek verimlilik düşük maliyet düşük ilk yatırım maliyeti düşük işletim sistemi Çevre atık (katı/sıvı/gaz) enerji geri dönüşüm farklı kaplama sistemlerinde kullanılabilirlik mümkün olan en geniş geometrik şekillere uygunluk mümkün en fazla altlık metale uygunluk basit, stabil, problemsiz bir yöntem teknik sınırların minimum olduğu bir proses Proses sıcaklığı Proses süresi Kaplama amacı (aşınma/korozyon/dekoratif ) kolay tanımlanan bir yüzey kalitesi homojen ve stabil yapı iyi yapışma özelliği uzun servis süresi

18 Proses Seçimi kim/ kime kaplama / taban yüzey hazırlama işlemleri verim atık ELEKTROLİZ Parça geometrisi elektrolit bileşimi sıcaklık akım yoğunluğu

19

20

21 Mekanik bağlanma : poroz bir yapı üzerine poroziteyi doldurarak gelişen kaplama. Sonuçta yüzey dalgalı/ dişli bir görünüm alabilir. (termal püskürtme) Tek katmanda bağlanma: Sadace sınır tabakasında meydana gelen kimyasal reaksiyon sonucu gerçekleşen bağlanma. Kaplama / taban arasındaki fafes uymu önemlidir. van der Wall s kuvvetleri sayesinde düşük sıcaklıkta sert kaplamalar üretmek mümkündür. Kimyasal Bağlanma : taban ve kaplama arasındaki kimyasal reaksiyon sonucu ortaya çıkan arayüzey modelidir. Birden fazla atomal düzlemde gelişir ve kimi zaman taban ve kaplamadan farklı kimyasal formülasyona sahip bir arayüzey oluşur.

22 Difüzyon Zonu ile Bağlanma Pseudo/difüzyon Zonu ile Bağlanma Metalik Bağlanma