WC/(Ta+W) Çok Tabakalı Kaplanmış SiAlON Matkap Uçlarının Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) Kompozitlerin Delme Operasyonlarındaki Performansları

Benzer belgeler
İngilizce YDS:81,25 (2013) Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

İngilizce YDS:81,25 (2013) Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Basınç Destekli Hacim Yanma Sentezi Yöntemi ile Elde Edilen FeAl ve TiAl Kaplamalar

0,35 0,3 0,25 0, m/min 130 m/min 169 m/min 220 m/min 286 m/min 0,15 0,1 0,05

KAPLAMA ÇEŞİDİ VE İŞLEME PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK TAKIM-TALAŞ ARAYÜZEY SICAKLIĞI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNDEKİ DEĞİŞİM

ARK PVD YÜZEY KAPLAMA METODUYLA TĐTANYUM NĐTRÜR (TĐN) KAPLANMIŞ MATKAP TAKIMLARINDA TAKIM AŞINMASININ DENEYSEL OLARAK ĐNCELENMESĐ

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Uç kalitesi. Basınca dayanıklı. Eğilmeye dayanıklı. Isıya dayanıklı. Sürtüne aşınmasına dayanıklı. Kimyasal reaksiyonlara dayanıklı.

SinterlenmişKarbürler. Co bağlayıcı ~ Mpa Sertlikliğini 1100 ⁰C ye kadar muhafaza eder Kesme hızları hız çeliklerine nazaran 5 kat fazladır.

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

AISI 316 ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN DELİNMESİNDE TEK KATLI VE ÇOK KATLI KAPLAMALARIN DELİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Cu ALAŞIMI YÜZEYİNE KAPLANAN ZrO 2 +Y 2 O 3 /Al 2 O 3 TABAKALARIN MİKROYAPI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ

TiN KAPLANMIŞ KESİCİ TAKIMLARDA GERİLME ANALİZİ VE TAKIM-TALAŞ ARA YÜZEYİNDEKİ SÜRTÜNME KATSAYISININ ETKİSİ

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

Sığ ve derin kriyojenik işlem uygulanmış karbür takımların kesme kuvvetlerine etkisi

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN İŞLENMESİNDE, SERAMİK VE KARBÜR KESİCİLERİN PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI.

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Malzemelerin Yüzey İşlemleri (MATE 464) Ders Detayları

TORNALAMADA DEĞİŞKEN İLERLEMENİN BAŞLANGIÇ AŞINMASINA OLAN ETKİLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 5 Sayı: 1 sh Ocak 2003

SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE ÇİFT AÇILI MATKAP UÇLARIN İTME KUVVETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

St 37 ÇELİĞİNİN SÜRTÜNMELİ VE GELENEKSEL DELME İŞLEMLERİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ARAŞTIRILMASI

Yrd. Doç. Dr. Şeniz R. KUŞHAN AKIN EĞİTİM Doktora, Yüksek Lisans, Lisans, İŞ TECRÜBESİ Yrd. Doç. Dr., Bilimsel Programlar Başuzmanı,

Verimliliğiniz İçin YG 1 KESİCİ TAKIMLAR SAN VE TİC.LTD. ŞTİ. YÜKSEK PERFORMANSLI ÜRÜNLER En İyi Seçimler YG-1 ÜRÜNLERİ HIZLI ARAMA

ÇİFT UÇ AÇILI SPİRAL MATKAPTA TAKIM ÖMRÜ

KAPLAMALI VE KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR TAKIMLAR İÇİN TAKIM ÖMRÜ MODELİ NDEKİ N ÜSTEL DEĞERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

MMM291 MALZEME BİLİMİ

CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT MALZEMENİN DELİNMESİ ESNASINDA OLUŞAN YÜZEY HASARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

CoroMill Plura. Kompozit malzemeler için optimize edilmiş frezeler

AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliğin İşlenmesinde Talaş Kırıcı Formunun Takım Aşınmasına ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

TALAŞLI İMALATTA KULLANILAN KESİCİ TAKIMLAR

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Erol KILIÇKAP Dicle Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Diyarbakır ÖZET

CNC Torna Tezgahinda 17-4 PH Paslanmaz Çeliğin ĠĢleme Parametrelerinin Deneysel Olarak Belirlenmesi

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Örnekler ve 3 Boyutlu Kesme

Politeknik Dergisi, 2016; 19 (4) : Journal of Polytechnic, 2016; 19 (4) : Emel KURAM *

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

ÖZGEÇMİŞ. 6. Akademik Unvanlar

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

İki malzeme orijinal malzemelerden elde edilemeyen bir özellik kombinasyonunu elde etmek için birleştirilerek kompozitler üretilir.

DELİK DELME İŞLEMLERİNDE ISLAH ÇELİKLERİNİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

YÜZEY MÜHENDİSLİĞİNDE YENİ BİR YAKLAŞIM; DUBLEKS YÜZEY İŞLEMİ

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : TUNA AYDOĞMUŞ. 2. Doğum Tarihi : Unvanı : ÖĞRETİM GÖREVLİSİ. 4. Öğrenim Durumu : YÜKSEK LİSANS

Anahtar Kelimeler: Östenitik paslanmaz çelik, Kesme kuvveti, Sonlu elemanlar metodu.

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

INCONEL 718 İN DELİNMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE TALAŞ OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI


ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

TALAŞLI İMALATTA KULLANILAN KESİCİ TAKIMLAR

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Karbon elyaf takviyeli plastik kompozitlerin tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasına etki eden parametrelerin araştırılması

KAPLAMASIZ SERMET TAKIMLA AISI 6150 ÇELİĞİNİN FREZELENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİ *

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Ortalama Yıl

Plazma nitrürlenmiş sert metal plaketlerde performans araştırması

TAKIM ÖMRÜ MODELLERİNDE SERMET KESİCİ TAKIMLAR İÇİN n ÜSTEL DEĞERLERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT ÜRETİMİ İÇİN SiC İÇERİKLİ ÖN ŞEKİL ÜRETİMİ

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü. İmalat Müh. Deneysel Metotlar Dersi MAK 320. Çalışma 3: SERTLİK ÖLÇÜMÜ

İMALAT YÖNTEMİ SEÇİM DİYAGRAMLARI

ISIL İŞLEMLE SERTLİĞİ 53 HRC YE ÇIKARILMIŞ AISI 1050 ÇELİĞİNİN KAPLAMALI KARBÜR TAKIMLA İŞLENMESİNDE TAKIM AŞINMASININ DEĞERLENDİRİLMESİ

ISIL İŞLEMLE SERTLİĞİ 53 HRC YE ÇIKARILMIŞ AISI 1050 ÇELİĞİNİN KAPLAMALI KARBÜR TAKIMLA İŞLENMESİNDE TAKIM AŞINMASININ DEĞERLENDİRİLMESİ

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

Tornalama Operasyonları

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

Konuşmacı: Stefan Linder. Mikrozerspanung von Klein- und Kleinstformen mit rpm dev./dak. ile küçük ve mikro formların mikro işlenmesi

SERTLİK DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Sertlik Deneylerinin Amacı

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

PVD VE CVD KAPLAMALI SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLARIN İŞLEME PARAMETERLERİNE BAĞLI OLARAK YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

0,35 0,3. Yan kenar aşınması "Vb" (mm.) 0,25 0,2. referans 320 C - 5 hr 380 C - 5 hr 450 C - 5 hr 520 C - 5 hr 0,15 0,1 0,05. İşleme süresi (dk.

Cam Kalıplarının Akımsız Nikel Kaplanması Konulu SANTEZ Projesi

1/26 KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

B210TR MS6015 KÜÇÜK PARÇALARIN İŞLENMESI İÇIN PVD KAPLI KARBÜR KALITE EKSI TOLERANS

Metrik Vida Açmada Alternatif Kesici Uç Yaklaşımı

B210TR MS6015 KÜÇÜK PARÇALARIN İŞLENMESI İÇIN PVD KAPLI KARBÜR KALITE EKSI TOLERANS

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

α-si 3 N 4 -β SiAlON Seramiklerinin Kesici Takım Potansiyelinin İncelenmesi

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

MİKRO ARK OKSİDASYON TEKNİĞİ

ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELERİN MATKAP İLE DELİNMESİ KONUSUNDA YAPILAN ÇALIŞMALARIN İNCELENMESİ

AISI 1050 Çeliğinin Delinmesinde Kesme Parametrelerinin ve Kaplama Uygulamasının Dairesellikten Sapma (Ovalite) Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması

Transkript:

WC/(Ta+W) Çok Tabakalı Kaplanmış SiAlON Matkap Uçlarının Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) Kompozitlerin Delme Operasyonlarındaki Performansları The Perfomance of WC-/(Ta+C) Multilayer Coated SiAlON Drilling Tools on Drilling Operation of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) Composites Ali ÇELĠK *, Servet TURAN 1, Erman BENGÜ 2, Ġsmail LAZOĞLU 3, Ferhat KARA 4 Özet- Talaşlı imalat sürecinde kullanılan karbür esaslı kesici takım malzemelerinin takım ömrünü arttırmada kesme yüzeyinde fiziksel ve kimyasal buhar biriktirme (sırasıyla PVD ve CVD) gibi yöntemler ile sert seramik kaplamaların uygulanması oldukça yaygındır. Bu çalışmada, PVD yöntemi kullanılarak, WC/(Ta+W) malzemesi ile kaplanmış SiAlON seramik matkap uçlarında kaplamanın yapısı, bağlanma mukavemeti ve performansa etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar, kaplama tabakası WC/(Ta+W) ile SiAlON altlık ara yüzeyindeki bağlanma mukavemetinin yetersiz olduğunu göstermiş, bu nedenle de kaplamanın takımların kesme performansına herhangi bir etkide bulunmadığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: SiAlON, Delme, Kaplama, PVD Abstract- The application of hard ceramic coatings on cutting edges by physical and chemical vapor deposition (PVD and CVD, respectively) is a widely used technique to improve the life of the carbide based cutting tools in machining operations. In this study, structure, quality and effects on the cutting performance of WC/(Ta+W) coating layer on a SiAlON based drilling tool was investigated. The results showed that the bonding between coating layer WC/(Ta+W) and SiAlON substrate was insufficient and no improvement on the tool life was recorded by the application of coating on SiAlON drilling tools. Key words: SiAlON, Drilling, Coating, PVD I. GĠRĠġ Son yıllarda kesici uç malzemelerinin özelliklerinin geliģtirilmesinin yanı sıra, malzeme performansının arttırılmasında kullanılan sert PVD ve CVD kaplamaların önemi artmıģtır. Bu kaplamalar, sert çelikler ve karbür malzemelerin kaplanmasında uzun yıllardır uygulanmaktadırlar. Koruyucu kaplama malzemesi ile kesici ucun dayanımı ve etkinliği Ģu faktörlere bağlı olarak arttırılmaktadır [1]: Kaplama ile ucun yüzey sertliği artmakta ve kaplama kalitesinin bir göstergesi olarak kabul edilmektedir. DüĢük sürtünme katsayısının ucun performansında kesme kuvvetlerinin ve sıcaklığın düģürülmesi açısından önemli bir etkisi bulunmaktadır. Aynı zamanda, yağlayıcı kullanılmadan kesme iģlemine olanak sağlaması ve kesme hızlarının arttırılabilmesi diğer avantajlardır. Kaplama tabakası kesme sırasındaki sürtünme nedeniyle oluģan yüksek ısının uç malzemesine taģınımını engelleyerek ucun dayanımını arttırır [2]. Kaplama, kesici takım ile iģlenen malzeme arasındaki atomik taģınımı engelleyerek difüzyon aģınmasını engeller. *Sorumlu yazar iletişim: ali.celik@bilecik.edu.tr Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi,Gülümbe Kampüsü, BİLECİK 1,2,3,4 İletişim: sturan@anadolu.edu.tr, bengu@fen.bilkent.edu.tr, ilazoglu@ku.edu.tr, fkara@anadolu.edu.tr 1,4 Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü,Anadolu Üniversitesi, İkieylül Kampüsü,ESKİŞEHİR 2Kimya Bölümü, Bilkent Üniversitesi, Bilkent, ANKARA 3Makine Mühendisliği Bölümü, Koç Üniveristesi,Sarıyer,İSTANBUL 1

Sert çelik ve karbür esaslı malzemelere ilave olarak son yıllarda aģınma dayanımlı kaplamalar seramik malzemelerin kaplanmasında da kullanılmaktadırlar [3-7]. Kaplamanın performansı altlık ile olan bağlanma miktarından etkilenmektedir. Dobrzanski ve ark. tarafından gerçekleģtirilen çalıģmada, karbür ve SiAlON altlıkları üzerine Ti(B,N) kaplamanın yapısı ve özellikleri incelenmiģtir [5]. Kaplama tabakasının WC-Co altlık malzemesinin sertliğini %60 oranında arttırdığı, her iki altlık malzemesi için de yüzey pürüzlülüğünün artıģ gösterdiği ve kaplamanın karbür altlığa bağlanma mukavemetinin SiAlON altlığa bağlanma mukavemetinde daha yüksek olduğu sonucuna ulaģılmıģtır. Kaplamanın SiAlON altlık üzerinden kırılarak uzaklaģtığı ifade edilmiģtir. Benzer bir çalıģmada Dobrzanski ve ark. Ti(B,N), (Ti,Zr)N, Ti(C,N), (Al,Ti)N, (Ti,Al)N gibi farklı kaplama malzemesinin karbür ve SiAlON kesici malzemelere uygulamıģlar ve kaplamanın sağlamıģ olduğu özellikleri belirlemiģlerdir [1]. Kaplama malzemeleri içerisinden (Al,Ti)N kaplamanın SiAlON altlık ile bağlanma mukavemetinin en yüksek olduğunu ve bunun sonucunda da kesici uç ömrünün 7 kata kadar arttığını göstermiģlerdir. Nitrür, karbür ve borür gibi sert kaplama malzemelerin dıģında elmas, bilinen en sert malzeme olması ile özellikle WC-Co esaslı kompozitlerin kaplanmasında kullanılmaktadır. Ancak karbür malzeme bileģiminde bulunan Co metalik fazı sp 2 bağlı karbon tabakalarının oluģumuna neden olmaktadır (grafitleģme) [8]. Bağlanma, ara yüzeyin zayıf mekanik özellikleri ve elmas-karbür arasındaki yüksek ısıl genleģme farkı nedeniyle zayıf olmaktadır. Bu problemin giderilmesi için bir dizi yeni teknik uygulansa da kimyasal ve termal özellikleri ile uygun altlık malzemeleri olan Si 3 N 4, SiAlON ve SiC gibi seramiklerin kullanımı da bu sorunun çözümünde farklı bir yaklaģım oluģturmaktadır [9-11]. Bu çalıģmada, karbon fiber takviyeli polimer kompozit malzemelerin delinmesi için geliģtirilen ve PVD yöntemi ile WC/(Ta+W) çok tabakalı malzemesi ile kaplanan α/β-sialon matkap uçlarının, kaplama özelliklerinin belirlenmesi ve kaplamanın aģınma dayanımına etkileri araģtırılmıģtır. II. DENEYSEL ÇALIġMALAR Üretim süreci ve geometrik özellikleri detayları kaynak [12] de açıklanan matkap uçları, Bilkent Üniversitesi nde fiziksel buhar biriktirme (PVD) yöntemi ile WC, W ve Ta hedef malzemeleriyle, PVD cihazında (CemeCon AG) kaplanmıģtır. Süreç sonunda elde edilen kaplama özellikleri Çizelge 1 de verilmektedir. Çizelge 1. SiAlON matkap uçlarına uygulanan WC/(Ta+W) kaplamanın özellikleri. Kaplama Yöntemi Fazlar (XRD) PVD WC, W 2C, W, Ta Kaplama tabaka sayısı 24 Kaplama Kalınlığı (µm) ~2 Kaplama Sertliği (@0,001 N) (GPa) ~30 Kaplama tabakasının mikroyapı karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (Zeiss-Supra 50VP) kullanılarak gerçekleģtirilmiģtir. Kaplama tabakasının altlık ile bağlanma mukavemeti indentasyon metoduyla belirlenmiģtir. Testler, tepe açısı 136 olan elmas kare piramit bir Vickers ucu ile 0,1, 0,5, 2, 5 ve 10 kgf yükler uygulanarak gerçekleģtirilmiģtir. Her bir yük değeri için 3 adet ölçüm alınmıģtır. KaplanmıĢ olan uçlar kaplamasız uçlar V= 20000 dev/dk., ve f= 0,05 mm/dev ilerleme koģullarında aynı sayıda delikler açılarak (1, 5, 15, 35 ve 65) test edilmiģtir. Testler sonrasında elde edilen aģınmıģ kenarların analizleri 3 boyutlu optik yüzey tarayıcı (GF-Messtechnik GmbH) ve SEM ile gerçekleģtirilmiģtir. 2

III. DENEYSEL SONUÇLAR ve TARTIġMA A. Kaplama Tabakasının Mikroyapı Karakterizasyonu SiAlON matkap uçları üzerine kaplanan WC/(Ta+W) kaplamanın üst ve kesit BE-SEM mikroyapı görüntüleri ġekil 1 de verilmektedir. ġekil 1a da kaplama malzemesinin 25-100 nm boyutlarındaki taneciklerden oluģtuğu, 1b de ise bu tanelerin oluģturduğu kaplama tabakasının kalınlığının yaklaģık 3-4 µm olduğu görülmektedir. Kaplamanın altlık ile temas eden bölümünün yaklaģık olarak 1 µm kalınlığında olan WC, diğer kısmının ise W ve Ta nano tabakalarından oluģtuğu görülmektedir (ġekil 1b). Şekil 1. SiAlON matkap uçlarının yüzeylerine uygulanan WC/(Ta+W) kaplamanın (a) üst ve (b) kesit BE-SEM mikroyapı görüntüleri B. Kaplama Tabakasının Altlığa Bağlanma Mukavemeti Kaplama tabakasının altlığa bağlanma mukavemeti çizilme testi [5-7] veya indentasyon yöntemi [13-15] uygulanarak ifade edilebilmektedir. Bu çalıģmada, kaplama tabakasının altlığa bağlanma durumu indantasyon yöntemine göre belirlenmiģtir. ġekil 2 de verilen mikroyapı görüntülerinde farklı indentasyon yüklerinin kaplama yüzeyine uygulanması sonucunda yüzeyde oluģan iz ve çevresinde oluģan çatlaklar görülmektedir. Bu yöntemde, kademeli bir Ģekilde arttırılan yük ile yüzeyde indentasyon izi ve iz çevresinde oluģan kırılma ve çatlaklar incelenmektedir. Çatlak oluģumuna neden olan en düģük yük kritik yük (P crt ) olarak tanımlanmaktadır [14]. Bu çalıģmada kullanılan en düģük yük olan 0,1 kgf değerinde izin etrafında kırılma ve çatlakların oluģması, kaplamanın dayanma limitinin düģük olduğunun bir ön göstergesidir. 3

Şekil 2. WC/(Ta+W) kaplanmıģ SiAlON numunelerin yüzeylerine (a) 0,1, (b) 0,5, (c) 2, (d) 5 ve (e) 10 kgf yüklerle uygulanan indentasyon izleri ve hasarlı bölümlerin SE-SEM görüntüleri ġekil 3 te, izlerin etrafında oluģan çatlakların çap uzunluklarının uygulanan indent yükü ile değiģim grafiği verilmektedir. Grafikte elde edilen doğrunun ters eğimi (dp/dx) kaplamanın çatlak ilerlemesine karģı direncini, baģka bir değiģle kaplama tabakasının bağlanma mukavemetini göstermektedir [13]. Buradan WC/(Ta+W) kaplamanın SiAlON altlık üzerine bağlanma mukavemeti 49 kgf mm -1 olarak hesaplanmıģtır. SiAlON altlık üzerine çok kristal elmas kaplamanın bağlanma mukavemeti farklı çalıģmalarda ~162 ile 243 kgf mm -1 arasında hesaplanmıģtır [13,16,17]. Elde edilen 49 kgf mm -1 değeri benzer yöntemlerle hesaplanan SiAlON-elmas kaplama malzemesinin değerleriyle kıyaslandığında oldukça düģüktür. Bununla birlikte, indentasyon yöntemi ile belirlenen kritik yük (P crt ), kaplama tabakasının bağlanma özelliğinin yanında sertlik ve kırılma tokluğu değerlerine de bağlıdır [13]. 4

Şekil 3. Farklı indentasyon yüklerinin kaplama tabakasında oluģturduğu çatlak uzunluklarının değiģimi. C. Kaplamanın Matkap Ucu Aşınma Performansına Etkisi WC/(Ta+W) kaplamanın SiAlON matkap uçlarının aģınma dayanımına olan etkileri, CFRP malzemelerin delme testleri ile kıyaslamalı olarak belirlenmiģtir. Aynı geometrik özelliklere sahip kaplamalı ve kaplamasız SiAlON matkap uçlarının 1, 5, 15, 35 ve 65. delik sonunda kesme kenarlarında meydana gelen aģınmalar incelenmiģtir. ġekil 4-8 de sırasıyla 1, 5, 15, 35 ve 65. delik sonrasında uçların kesme kenarlarının görüntüleri verilmektedir. Şekil 4. (a) KaplanmamıĢ ve (b) WC/(Ta+W) kaplanmıģ matkap uçlarının 1. delik sonunda kenar görüntüleri. 5

Şekil 5. (a) KaplanmamıĢ ve (b) WC/(Ta+W) kaplanmıģ matkap uçlarının 5. delik sonunda kenar görüntüleri Şekil 6. (a) KaplanmamıĢ ve (b) WC/(Ta+W) kaplanmıģ matkap uçlarının 15. delik sonunda kenar görüntüleri. 6

Şekil 7. (a) KaplanmamıĢ ve (b) WC/(Ta+W) kaplanmıģ matkap uçlarının 35. delik sonunda kenar görüntüleri. Şekil 8. (a) KaplanmamıĢ ve (b) WC/(Ta+W) kaplanmıģ matkap uçlarının 65. delik sonunda kenar görüntüleri. AĢınmıĢ kenarların SEM görüntüleri incelendiğinde, 1. delikten itibaren kaplama tabakasının altlıktan ayrıldığı ve bunun sonucunda da altlığın aģınma durumunda kayda değer bir iyileģmenin sağlanamadığı görülmektedir (ġekil 9). Kaplama malzemesinden beklenen aģınma dayanımı artıģının sağlanamamıģ olması kaplama ile altlık malzemelerin bağlanma mukavemetlerinin zayıf olmasından kaynaklamaktadır. 7

Şekil 9. KaplanmıĢ ve kaplanmamıģ SiAlON matkap uçlarının delme sürecindeki aģınma davranıģları. IV. GENEL SONUÇLAR Kaplama talaģlı imalat sektöründe kesici malzemelerin kullanım ömürlerinin arttırılmasında yaygın biçimde kullanılan yöntemlerden bir tanesidir. Özellikle, pek çok malzemenin iģlenmesinde kullanılan WC-Co esaslı malzemelerin kaplanarak aģınma dayanımlarının artırılması oldukça popüler bir uygulamadır. Buna karģın, seramik malzemeler kaplama malzemelerinin sağladığı bazı avantajları (yüksek sıcaklık özellikleri vb.) bünyesinde barındırdıklarından genellikle kaplanmadan kullanılmaktadırlar. Ancak, CFRP kompozit malzemelerin iģlenmesi gibi Ģiddetli aģınmanın olduğu uygulamalarda, bu malzemelerin yetersiz aģınma dayanımları kaplama malzemeleriyle geliģtirilmeye açık durumdadır. Buradan yola çıkılarak, bu çalıģmada geliģtirilen SiAlON matkap uçlarının aģınma dayanımlarının WC/(Ta+W) kaplama ile arttırılması hedeflenmiģtir. GerçekleĢtirilen testler sonucunda kaplama ile SiAlON malzemesi arasındaki ara yüzey mukavemetinin yetersiz olması nedeniyle kaplamadan verim sağlanamamıģtır. 8

KAYNAKLAR [1] Dobrzanski, L.A. and Stazsuk, M., PVD and CVD gradient coatings on sintered carbides and SiAlON tool ceramics, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 43(2), pp. 552-576, 2010. [2] Movchan, B.A. and Yakovchuk, K.Y., Graded thermal barrier coatings, deposited by EB-PVD, Surface and Coatings Technology, vol. 188-189, pp. 85-92, 2004. [3] Dobrzanski, L.A. and Mikula, J., The structure and functional properties of PVD and CVD coated Al 2 O 3 +ZrO 2 oxide tool ceramics, Journal of Materials Processing Technology, vol. 167, pp. 438-446, 2005. [4] Dobrzanski, L.A., Staszuk, M., Konieczny, J., Kwaoeny, W. and Pawlyta, M., Structure of TiBN coatings deposited onto cemented carbides and sialon tool ceramics, Archives of Materials Science and Engineering, vol. 38(1), pp. 48-54, 2009. [5] Dobrzanski, L.A., Stazsuk, M., Golombek, K. and Pancielejko, M., Properties of Ti(B,N) coatings deposited onto cemented carbides and sialon tool ceramics, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 41(1-2), pp. 66-73, 2010. [6] Pakula, D., Dobrzanski, L.A., Kriz, A. and Staszuk, M., Investigation of PVD coatings deposited on the Si 3 N 4 and sialon tool ceramics, Archives of Materials Science and Engineering, vol. 46(1), pp. 53-60, 2010. [7] Dobrzanski, L.A. and Stazsuk, M., Surface modification of sialon ceramics and cemented carbides by PVD coating deposition, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 49(2), pp. 158-65, 2011. [8] Almeida, F.A., Fernandes, A.J.S., Silva, R.F. and Oliveira, F.J., Re-sharpenable thick CVD diamondcoated Si 3 N 4 tools for hard metal turning, Surface & Coatings Technology, vol. 201, pp. 1776 1782, 2006. [9] Cline, B.L. and Olson, J.M. in: Asmussen, J. Reinhard D.K. (Eds.), Diamond Films Handbook, Dekker, New York, p. 425, 2001. [10] Belmonte, M., Fernandes, A.J.S., Costa, F.M., Oliveira, F.J. and Silva, R.F., Adhesion behaviour assessment on diamond coated silicon nitride by acoustic emission, Diamond Relat. Mater., vol. 12, pp. 733-737, 2003. [11] Amaral, M., Oliveira, F.J., Belmonte, M., Fernandes, A.J.S., Costa, F.M. and Silva, R.F., Tailored Si 3 N 4 Ceramic Substrates for CVD Diamond Coating, Surf. Eng., vol. 19, pp. 410-16, 2003. [12] Çelik, A., Lazoglu, I., Kara, A. and Kara, F., Investigation on the performance of SiAlON ceramic drills on aerospace grade CFRP composites, Journal of Materials Processing Technology, vol. 223, pp. 39-47, 2015. [12] Mallika, K. and Komanduri R., Low pressure microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MPCVD) of diamond coatings on silicon nitride cutting tools, Thin Solid Films, vol. 396, pp. 145 165, 2001. [13] Cappelli, E., Esposito, L., Pinzari, F., Mattei, G. and Orlando S., Diamond nucleation and adhesion on sintered nitride ceramics, Diamond and Related Materials, vol. 11, pp. 1731 1746, 2002. [14] Chae, K.W., Baik, Y.J. and Kim, D.Y., Dependence of the diamond coating adhesion on the microstructure of SiC-based substrates, Diamond and Related Materials, vol. 8, pp. 1018 1021, 1999. [15] Huang, T.H., Kuo, C.T. and Lin, T.S., The role of cemented WC substrate morphology on the diamond film growth and cracking resistance, Scripta Metallurgica, vol. 26, pp. 1481-86, 1992. [16] Yen, T.Y., Kuo, C.T. and Hsu, S.E., Adhesion of diamond films on various substrates, Mat. Res. Soc. Proc., vol. 168, pp. 207, 1990. 9