MATBAA SEKTÖRÜNDE AŞINMIŞ ÇELİK ESASLI BİR MALZEME İÇİN SERAMİK KAPLAMA UYGULAMASI



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

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

TERMAL SPREY KAPLAMALAR

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

ALEVLE ISIL PÜSKÜRTME UYGULANARAK Ç 1050 (C45 E) ÇELİĞİNİN ABRAZİF + EROZİF AŞINMA DAVRANIŞININ İYİLEŞTİRİLMESİ

TERMAL SPREY KAPLAMA YÖNTEMLERİNE GENEL BAKIŞ: YÜKSEK HIZLI OKSİ YAKIT (HVOF) SPREY KAPLAMA

TOZ METAL PÜSKÜRTME YÖNTEMİ İLE BORU İÇ YÜZEYLERİNİN KAPLANMASI VE KARAKTERİZASYONU

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

MİKRO ARK OKSİDASYON TEKNİĞİ

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

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

Hidroteknik Ticaret Malzemeleri A.Ş. Denizli. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Dumlupınar Gaz Atomizasyonu Ünitesi

Prof.Dr.Muzaffer ZEREN SU ATOMİZASYONU

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 2 Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Basma ve sertlik deneyleri

DYMET METAL&KAYNAK TEKNOLOJİLERİ SAN.TİC.LTD.STİ. DYMET. Read the advantages SOĞUK KAYNAK TEKNOLOJİSİ

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

BÖLÜM I YÜZEY TEKNİKLERİ

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

Kaplama dekoratif görünüşü çekici kılarlar 2

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1


Patlayıcı dekompresyon. Hiç sorun değil. Patlayıcı dekompresyona dayanıklı yüksek performanslı malzemeler.

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

Toz Metalürjisi. Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Notların bir bölümü Dr. Rahmi Ünal ın web sayfasından alınmıştır.

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

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

Malzeme İşleme Yöntemleri

Ders Müfredatı YÜZEY KAPLAMA TEKNOLOJİSİ. İnce Film Teknolojisi

KOROZYON DERS NOTU. Doç. Dr. A. Fatih YETİM 2015

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

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

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

TAMGA ENDÜSTRİYEL KONTROL SİSTEMLERİ LTD.ŞTİ., ENERJİ YÖNETİMİNDE SINIRSIZ ÇÖZÜMLER SUNAR. HOŞGELDİNİZ

Difüzyon (Atomsal Yayınım)

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞINA BAKALİT ARA TABAKA TOZUNUN ETKİSİ


THERMAL SPRAY KAPLAMA

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

İLERİ SOL JEL PROSESLERİ

The Examination Of Microhardness And Microstructure Of FeCrC-B 4 C-Ti Layer

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

RAYLI SİSTEMLERDE KULLANILAN FREN SABOLARININ AŞINMA KARAKTERİSTLİĞİNİN İNCELENMESİ

Büro : Bölüm Sekreterliği Adana, 22 / 04 /2014 Sayı : /

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

Ç l e i l k i l k e l r e e e Uyg u a l na n n n Yüz ü ey e y Ser Se tle l ş e t ş ir i me e İ şl ş e l m l r e i

Sentes-BIR Hakkında. Sentes-BIR metallerin birleştirmeleri ve kaplamaları konusunda çözümler üreten malzeme teknolojileri firmasıdır.

Düşük Sıcaklık Plazma Nitrürleme (Nitrasyon) Uygulamaları

Laboratuarımız. Ankara Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu. Ankara Üniversitesi

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI. ( Bahar Dönemi) BÖHME AŞINMA DENEYİ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

MAK-205 Üretim Yöntemleri I. (6.Hafta) Kubilay Aslantaş

GAZ ALTI KAYNAK YÖNTEMİ MIG/MAG

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

ÜÇ FARKLI ÇELİĞE KATI BORLAMA İŞLEMİ YAPILMASININ İÇ YAPI VE SERTLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

ALEV SPREY KAPLAMA ALEV SPREY KAPLAMA. Alev sprey kaplama. Kullanım Alanları ve Diğer Tekniklere Göre Avantajları ve Üstün Özellikleri

Rapor no: Konu: Paslanmaz çelik

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/8) Akreditasyon Kapsamı

SERTLİK DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Sertlik Deneylerinin Amacı

Metal Pigment Kaplamalar Tel.: +90 (216) Faks.: +90 (216)

KOROZYON ONARIM ŞARTNAMESİ

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

HOŞGELDİNİZ MIG-MAG GAZALTI KAYNAKNAĞINDA ARK TÜRLERİ. K ayna K. Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi. Teknolojisi.

YTÜMAKiNE * A305teyim.com

CuSn10 YATAK MALZEMESİNİN TRİBOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

Derleme / Review. Thermal Spray Methods used on The Surface Coating Processes

Varak, çok geniş kullanım alanı olan bir baskı malzemesidir.

100 TL/adet ISO TL/adet Metalik Malzemelerde. Standard Specification. 200 TL/adet 99. Elyaf takviyeli plâstik.

CYACUP SİYANÜRLÜ BAKIR KAPLAMA BANYOSU ARIZA TABLOSU

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

AŞINDIRICI PARTİKÜL KARIŞIMLARININ Ti6Al4V ALAŞIMININ KATI PARTİKÜL EROZYON DAVRANIŞINA ETKİLERİ

AKPA KOMPOZİT PANEL TEKNİK KATALOG

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları

Çentik Açma (Charpy Test Numunesi) 5 TL / Numune 1 gün DİNAMİK LABORATUVARI * TS EN ISO 148-1:2011 TS EN ISO 148-1:2011 TS EN ISO 9016:2012:2013

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

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

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

EN madde 8.2 Fracture toughness (Klc) EN madde 8.4 Fatique Test

Eğitim Öğretim Yılı Güz ve Bahar Dönemi Muhtemel Bitirme Çalışması Konuları. Tasarım Projesi Konusu Bitirme Çalışması Konusu Özel Koşullar

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

MODERN İMALAT YÖNTEMLERİ

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

Monolitik Refrakter Malzemelerde Temel Özelliklerin Detaylandırılması

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

Transkript:

International Iron & Steel Symposium, 02-04 April 2012, Karabük, Türkiye Özet MATBAA SEKTÖRÜNDE AŞINMIŞ ÇELİK ESASLI BİR MALZEME İÇİN SERAMİK KAPLAMA UYGULAMASI Ahmet Akgül, S.Serdar Pazarlıoğlu, Doğan Tutak, Zafer Özomay, Hüseyin Beytut, Cem Özakhun, & Serdar Salman Marmara Üniversitesi/Teknik Eğitim Fakültesi ssalman@marmara.edu.tr Çelik esaslı malzemeler üzerine kaplama yapılarak yüzey koruma işlemleri yapılabilmektedir. Bu çalışmada; matbaa sektöründe aşınmaya maruz kalan AISI 1050 çeliği üzerine seramik kaplamalar yapılmıştır. Kaplama teknikleri olarak plazma sprey tekniği ve HVOF tekniği kullanılmıştır. Kaplama malzemeleri ise Cr 2O 3, Al 2O 3 ve WC dür. Yapılan kaplamaların ASTM G 99-3 standardında aşınma deneyleri Ball-on-disk ile yapılmıştır. Kaplamaların bağ mukavemeti için ASTM C 633 standardı kullanılmıştır. Mikrosertlik ölçümleri ASTM E 384 e göre yapılmıştır. Kaplama yüzeyinden alınan SEM fotoğrafları değerlendirilerek en uygun kaplama yöntemi belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Aşınma, Plazma sprey tekniği, HVOF tekniği, Bağ mukavemeti, Matbaa sektörü. CERAMIC COATING APPLICATION FOR A WORN STEEL BASED MATERIAL OF PRINTING INDUSTRY Abstract Coating on the surface protection operations can be made of steel-based materials. In this study, AISI 1050 steel exposed to wear on the printing industry was coated ceramic coatings. HVOF, plasma spray coating techniques were used. Coating materials are Cr2O3, Al2O3, and WC. Wear tests of coatings were made according to ASTM standard as G 99-3 Ball-on-disc. ASTM C 633 standard were used for bond strength of coatings. Microhardness measurements were made according to ASTM E 384. Optimum coating method were determined with the evaluation of SEM micrographs of the coating surface. Key words: Wear, plasma spray technique, HVOF technique, bonding strength, printing industry. 1. Giriş Malzemelerin yüzey özelliklerini kaplamayla veya diğer yöntemlerle değiştirmeye ve geliştirmeye çalışmanın temel amaçları; Yüzeye sertlik, aşınma ve sürtünme direnci, elektriksel iletkenlik veya yalıtkanlık gibi farklı mühendislik özellikleri ile korozyona karşı direnç ve yüzeye dekoratif çekicilik kazandırmaktır.bu amaçlar için termal sprey teknikleri kullanılmaktadır. Plazma, HVOF gibi teknikler termal sprey tekniklerindendir. Termal sprey teknikleri metalik veya metalik olmayan malzemelerin eriyik ya da yarı eriyik halde bir taban malzeme üzerine kaplama işlemidir. Kaplama malzemeleri toz, çubuk, tel veya eriyik şeklinde olabilir [1, 2]. Termal spreyleme işleminin keşfi 1900 lerin başına dayanır. İsviçreli mucit Dr. Max Schoop kalay ve kurşun gibi düşük ergime noktalı metalleri alev ile eriterek bir yüzey üzerine göndermiş ve kaplama tabakası oluşturarak korozyon performansını arttırmaya çalışmıştır. Dr. Schoop bu işlem için bir tabanca dizayn etmiş ve ısı kaynağı olarak oksijen ve asetilen kullanmıştır. Eriyik haldeki metali yüzeye göndermek için ise basınçlı hava kullanmıştır. Bu yöntem daha sonra METCO INCORPORATED tarafından satın alınmış ve geliştirilerek anti-korozyon uygulamaları ve çeşitli basit makine elemanlarının tamiri için kullanılmaya başlanmıştır. Şekil 1 de Termal sprey tekniğinin şematik görünüşü yer almaktadır [1,3,4]. Şekil 1. Termal sprey tekniğinin şematik görünüşü. 587

Plazma sprey kaplama tekniğinde işlemin enerji kaynağı oluşturulan plazmadır. Plazma iyonize olmuş gaz anlamındadır. Bir maddeye ısı aktarımı, gaz halinden sonra da devam ederse iyonlaşma başlayabilir. Madde ısıtıldıkça gaz içindeki bu iyonlaşma işlemi defalarca tekrarlanır ve serbest elektron ve iyon bulutları oluşmaya başlar. Oluşan bu iyon, elektron ve nötr atom karışımı plazmadır. Plazma; maddenin dördüncü hali olarak da tanımlanır [2,4]. Plazmanın en önemli iki avantajı çok yüksek sıcaklığa çıkabilmesi ve maddelere iyi ısı transferi sağlamasıdır. Birçok metalik malzemelerin, seramiklerin ergimesi için gerekli olan yüksek sıcaklıklar plazma püskürtme prosesinde elde edilmekte (1900 C ve üstü) olup malzemelerin tam ergimesi sağlanmaktadır[5,6]. HVOF alev sprey sistemine benzer, alev spreyden farklı olarak kaplama malzemeleri toz formundadır. Bu yöntemle eriyik haldeki partiküller süpersonik hızlara çıkabilirler ve kazandıkları kinetik enerji sayesinde yoğun, düşük poroziteli, yüksek bağ mukavemetine sahip kaplamalar üretilebilir. Şekil 2 de ise her iki tekniğin uygulama esnasındaki fotoğrafları gösterilmektedir[1,7,8]. (a) (b) Şekil 2. Plazma sprey tabancası ile kaplama işlemi (a). HVOF tabancası ile kaplama işlemi (b). İstatistiklere göre makine elemanlarının ortalama %70'inin hurdaya ayrılma sebebi aşınmadır. Bunun sonucu olarak meydana gelen malzeme kayıpları, aşınan parçaların yenileriyle değiştirilmesi zorunluluğu, makinelerin bakım-onarım faaliyetleri için harcanan zaman ve emek ve bu faaliyetler için istihdam edilen teknik personel göz önüne alındığında her yıl milli sermayeye oldukça büyük yükler getirmektedir. Bu çalışmada; matbaa sektöründe aşınmaya maruz kalan AISI 1050 çeliği üzerine seramik kaplamalar yapılmıştır. Kaplama teknikleri olarak plazma sprey tekniği ve HVOF tekniği kullanılmıştır. Kaplama malzemeleri ise Cr 2O 3, Al 2O 3 ve WC dür. Matbaa sektörünün; yaklaşık 25 yıldan fazla ofset baskılı lamine ve karton tüketici ambalajları, çoklu ambalajlar ve promosyon ambalajları üretimi yapan bir tesisindeki aşınan metal malzemelerin sorunlarına yöneliktir. Bu parçalardan; otomatik karton kesme bıçaklarının (slutterlar) yüzeylerinde çalışılmıştır[1,2]. 2. Deneysel Çalışmalar 2.1. Deneyde Kullanılan Malzemeler Matbaa sektöründe; otomatik karton kesme bıçakları (slutterlar) yüzeylerindeki aşınma problemlerinin çözümü için, sektördeki aşınan metal parçaların bileşimleri tesbit edilmiştir. Aynı bileşimlerde olan malzemeler, deneysel çalışmalar için Osmanlı çelik firmasından temin edilmiştir. Tablo 1 de kimyasal bileşimi gösterilen AISI 1050 çeliğinin yüzeyine plazma sprey ve HVOF teknikleri kullanılarak, Ni-Al ara bağlayıcılı ve ara bağlayıcısız olarak Cr 2O 3, Al 2O 3 ve WC kaplamalar yapılmıştır. Kaplama tozlarının SEM fotoğrafları Şekil 3 de görülmektedir. Tablo 1. 1050 çeliğinin kimyasal bileşimi Altlık malzeme Kimyasal bileşim (%) C Si Mn P S Cr Ni Mo Fe AISI 1050 0.533 0.293 0.883 0.033 0 0.012 0.255 0.183 0.098 Kalan a b c d Şekil 3. (a) Al 2O 3 (b) Cr 2O 3 (c) WCo-Cr (d) Ni-%5Al kaplama tozlarının SEM görüntüleri. 588

2.2. Deneyde Kullanılan Kaplama Teknikleri Plazma, kaplama tabancası içerisinde su soğutmalı bakır anot ile toryumlu tungsten katot arasında oluşturulan yüksek voltaj arkı(doğru akım) ile oluşturulur. Tabanca içerisinden genellikle argon ve düşük miktarda hidrojen gazı geçirilir. Anot ve katot arasındaki elektrik arkı bu gaz içerisinde plazma arkı oluşur[4]. Kaplama tozlarını plazma huzmesinin içerisine beslemek için argon taşıyıcı gaz olarak kullanılır. İyonize gaz içerisinde ergiyen tozlar, çok hızlı bir şekilde önceden hazırlanmış taban malzeme yüzeyine püskürtülür [6]. Şekil 4 de plazma sisteminin şematik görünüşü verilmiştir. Şekil 4. Plazma püskürtme tekniğinin şematik görünüşü. HVOF sisteminde oksijen ve sıvı veya gaz haldeki yakıtın karışımı kullanılır. Propilen, propan, doğal gaz veya hidrojen gibi gaz haldeki yakıtlar kullanılabileceği gibi, kerosen gibi sıvı yakıtlar da kullanılabilir. Toz haldeki kaplama malzemesi tabanca içerisindeki yanma odasına, taşıyıcı gaz olarak azot kullanılarak iletilir. Yakıt, oksijen ile tabanca içerisinde karıştıktan sonra nozülden dışarıya püskürtülür. Yanma işlemi tabanca dışında gerçekleşir. Parçacık yarı ergimiş halde ve plastik deformasyona uğramış bir şekilde taban malzeme üzerine çarpar ve yüzeye yayılarak kaplamayı oluşturur. Şekil 5 de HVOF şematik olarak görülmektedir. Şekil 5. HVOF tekniğinin şematik görünüşü. Otomatik karton kesme bıçakları (slutterlar) ile aynı bileşimde olana AISI 1050 çeliğinin yüzeyine kaplamaları uygulayan; Plazma sprey ve HVOF tekniklerinin kaplama parametreleri Tablo 2 ve Tablo 3 de verilmektedir. Tablo 2. Plazma sprey ile kaplama parametreleri Parametreler Standart Ayarlar Kaplanacak (altlık) malzeme AISI 1050 steel Enjektör nozul çapı (mm) 1.8 Enjektör mesafesi (mm) 6 Enjektör açısı 90 o Plazma püskürtme mesafesi (mm) 120 Akım (A) 600 Voltaj (V) 67 Gaz Ar Taşıyıcı gaz akışı (lt/dak.) 3-4 Argon gaz akışı (lt/dak.) 35 Plazma tabancası tipi Metco 3MB Plazma tipi Ar+H 2 Nozul tipi W katod; Cu anod 589

Tablo 3. HVOF tekniği parametreleri Gaz tipleri Basınç( Spreyleme Akış (lt./dak.) bar) mesafesi(mm) Oksijen 10 40 150 Propan 7 40 7 Azot 5 40 35 Hava 7 40 400 2.3. Kaplamaların mikrosertlik ölçümü. Kaplanan numunelerin sertlik değerleri, ASTM E384 normuna göre Şekil 6 da gösterilen, Shimadzu HV2 marka mikrosertlik cihaz ile 300 gr yük kullanılarak 10 ölçümün ortalaması alınarak belirlenmiştir. 2.4. Kaplamaların bağ mukavemeti deneyi. Şekil 6. Shimadzu HV2 mikrosertlik ölçüm cihazı Bağ mukavemeti deneylerinin gerçekleştirilebilmesi için altlık numuneleri, ASTM C633 standartına uygun olacak şekilde hazırlandı. Hazırlanan numuneler kaplama işlemi öncesi CEIA CP102 Ultrasonic Cleaner cihazı kullanılarak ultrasonik banyoda etil alkolle 15 dakika tutularak temizlendi. Yüzeyi temizlenmiş olan numuneler, kumlama işlemine tabi tutuldu. Kaplama işlemleri sona erdikten sonra bağ mukavemeti numuneleri, 3M Scotch- Weld TM DP190 Epoxy yapıştırıcı ile ASTM C633 standartına [10] uygun şekilde yapıştırılmışlardır. Bağ mukavemeti deneyleri Şekil 7 de görülmekte olan Devotrans marka FU 50 kn marka üniversal cihazda 1 mm/dak hızda gerçekleştirilmiştir. a b Şekil 7. a) Devotrans FU 50KN model test cihazı b) ASTM C633-01 standardında çekme aparatları. 2.5. Kaplamaların aşınma deneyi. Yüzeyi plazma sprey tekniği ile kaplanmış olan numunelerin aşınma deneyleri ASTM G99-03 standartına göre hazırlanmış olan Şekil 8 deki Ball-On-Disk aşınma deney düzeneği ile 180 metre mesafede, 500 gr yük kullanılarak 0,1-0,3 ve 0,5 m/s hızlarda gerçekleştirilmiştir. Aşınma deneylerinde 9,5 mm çapında ve 2250 Vickers sertlik değerine sahip olan alümina bilye kullanılmıştır. Sırasıyla aşınma deneyleri öncesinde ve sonrasında 4 haneli hassasiyete sahip olan Sartorius BT 210 S marka hassas terazi kullanılarak kaplanmış olan numunelerle alümina bilyedeki ağırlık kayıpları tespit edilmiştir. 590

Şekil 8. Ball-On-Disk aşınma deneyi düzeneği. 3. Deney Sonuçları 3.1. Plazma ve HVOF ile kaplama uygulamaları Plazma ve HVOF teknikleri kullanılarak yukarıda Tablo2 ve 3 deki parametrelerle kaplamalar yapılmıştır. Kaplama malzemeleri olarak Cr 2O 3, Al 2O 3 ve WC kullanılmıştır. Ayrıca altlık malzeme olan AISI 1050 steel ile kaplama malzemeleri olan seramikler ile özellikle muhtemel genleşme uyumsuzluğuna karşı Ni-Al ara bağlayıcıda uygulanmıştır. Ara bağlayıcılı ve ara bağlayıcısız olarak kaplamalar yapılmıştır. Kaplama öncesi altlık malzemelerin yüzeyi temizlenip, kum püskürtülerek pürüzlendirilmiştir. Toplam 18 farklı kaplama yapılmıştır.kaplama kalınlıkları, MiniTest 4100 kalınlık ölçüm cihazı ve F 1,6 ölçüm probu ile ölçülmüştür.uygulanan kaplama yöntemleri ve elde edilen kaplama kalınlıkları Tablo 4 de görülmektedir. Tablo 4. Kaplama tipleri ve kalınlıkları Şek Kaplama yöntemi ve Kaplamalar Kaplama kalınlıkları ( µm) Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 200±15.011 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 400±24.832 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 800±45.735 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 200±32.218 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 400±61.557 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 800±87.844 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 200±32.585 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 400±43.825 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 800±74.31 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 200±20.607 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 400±26.981 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 800± 42.826 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 200±35 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 400±22 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 800±4.25 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 200±60.25 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 400±128 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 800±213.25 3.2. Kaplamaların mikrosertlik sonuçları. 18 farklı kaplama için her bir kaplama için 5 ölçüm ortalaması alınarak Tablo 5. oluşturulmuştur. 591

Tablo 5. Kaplama kalınlıklarına göre mikrosertlik değerleri Kaplama yöntemi ve Kaplamalar Kaplama kalınlıkları ( µm) Mikrosertlik HV 0,3 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 200±15.011 315.7 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 400±24.832 369.4 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 800±45.735 458.1 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 200±32.218 385.4 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 400±61.557 425.7 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 800±87.844 476.6 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 200±32.585 356.5 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 400±43.825 427.7 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 800±74.31 483.9 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 200±20.607 443.7 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 400±26.981 471.8 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 800± 42.826 494±7 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 200±35 624.1 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 400±22 993.3 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 800±4.25 1182.1 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 200±60.25 705.3 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 400±128 1180 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 800±213.25 1196 3.3. Kaplamaların bağ mukavemeti deneyi sonuçları. ASTM C633 standartına uygun olacak şekilde hazırlanan numunelerin bağ mukavemeti sonuçları Tablo 6 da verilmiştir. Tablo 6. Kaplamaların bağ mukavemeti değerleri Kaplama yöntemi ve Kaplamalar Kaplama kalınlıkları (µm) Bağ Mukavemeti (MPa) Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 200±15.011 13,2±1,2 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 400±24.832 15,5±2,6 Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 800±45.735 18,2±3,5 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 200±32.218 19,3±1,9 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 400±61.557 21,2±4,2 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 800±87.844 24,6±4,6 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 200±32.585 14,7±1,8 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 400±43.825 16,2±2,2 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 800±74.31 19,1±3,7 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 200±20.607 20,2±1,5 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 400±26.981 22,8±3,2 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 800± 42.826 26,3±4,3 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 200±35 18,5±1,4 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 400±22 20,3±2,6 HVOF Ara Bağlayıcısız WC 800±4.25 22,6±2,9 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 200±60.25 23,9±1,9 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 400±128 25,4±2,4 HVOF Ara Bağlayıcılı WC 800±213.25 29,5±3,8 3.4. Kaplamaların aşınma deneyi sonuçları. ASTM G99-03 standartına gore Ball-on-disk aşınma deneyi kullanılarak deneyler yapılmıştır. Tablo 7 de görüldüğü gibi, deney öncesi ve sonrası kaplanmış malzeme ve aşındırıcı bilyedeki aşınma kayıpları ağırlık cinsinden ölçülmüştür. 592

Tablo 7. Kaplamaların aşınma deneyi sonuçları. Numune Plazma Ara Bağlayıcısız Al 2O 3 Plazma Ara Bağlayıcılı Al 2O 3 Plazma Ara Bağlayıcısız Cr 2O 3 Plazma Ara Bağlayıcılı Cr 2O 3 HVOF Ara Bağlayıcısız WC HVOF Ara Bağlayıcılı WC Deney Hızı (m/s) Deney Süresi (dak.) Kaplanmış Numune Ağırlığı(gr) Deney Öncesi Deney Sonrası Alümina Bilyenin Ağırlığı (gr) Deney Öncesi Deney Sonrası 0,1 30 98.328 98.327 1.936 1.934 0,3 10 98.327 98.326 1.934 1.932 98.326 98.325 1.932 1.931 0,1 30 99.943 99.942 1.931 1.930 0,3 10 99.942 99.941 1.930 1.929 99.941 99.940 1.929 1.928 0,1 30 99.959 99.953 1.946 1.945 0.3 10 99.953 99.942 1.945 1.944 99.942 99.938 1.944 1.942 0,1 30 100.305 100.304 1.942 1.941 0.3 10 100.304 100.302 1.941 1.940 100.302 100.298 1.940 1.936 0,1 30 103.3694 103.3672 2.9636 2.9632 0.3 10 103.3672 103.3575 2.9632 2.9629 103.3575 103.3574 2.9629 2.9628 0,1 30 105.9480 105.9479 2.9628 2.9625 0.3 10 105.9479 105.9476 2.9625 2.9624 105.9476 105.9474 2.9624 2.9623 4. Genel Sonuçlar 1. AISI 1050 altlık malzemesinin yüzeyi plazma sprey ve HVOF (High Velocity Oxy Fuel) kaplama tekniği kullanılarak Cr 2O 3, Al 2O 3 ve WC ara bağlayıcısız ve Ni-%5Al ara bağlayıcı ile kaplanmıştır. 2. Artan tabaka kalınlıklarına bağlı olarak plazma sprey yöntemi ile yapılan ara bağlayıcısız kaplamalar için sertlik değerleri 315 ila 483 arasında değişirken, HVOF ara bağlayıcısız kaplamalar için bu değer 624-1182 arasındadır. Plazma sprey yöntemi ve ara bağlayıcı ile gerçekleştirilen kaplamalarda 385-494, HVOF için ise sertlik değerlerinin 705 ila 1194 arasında değiştiği tespit edilmiştir. 3. Bağ mukavemeti deney sonuçları incelendiğinde; ara bağlayıcısız kaplamalara ait bağ mukavemeti değerlerinin, ara bağlayıcılı kaplamaların bağ mukavemeti değerlerine göre daha düşük olduğu, artan kaplama kalınlıklarına bağlı olarak da bağ mukavemeti değerlerinin artış gösterdiği tespit edilmiştir. En yüksek bağ mukavemeti değeri ise HVOF ara bağlayıcılı WC kaplamalarda elde edilmiştir. 4. Aşınma deney sonuçlarında ise; ara bağlayıcısız kaplamalardaki ağırlık kayıplarının ara bağlayıcılı kaplamalara oranla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. En az ağırlık kaybı ise yine HVOF ara bağlayıcılı WC kaplamalardan elde edilmiştir. 5. Çalışmanın amacı matbaa sektöründe; yaklaşık 25 yıldan fazla ofset baskılı lamine ve karton tüketici ambalajları, çoklu ambalajlar ve promosyon ambalajları üretimi yapan bir tesisdeki aşınan metal malzemelerin sorunlarına yöneliktir. Bu parçalardan; kesme giyotini ve otomatik karton kesme bıçakları (slutterlar) yüzeylerinde çalışılmıştır. Deney sonuçlarında elde edilen en iyi kaplama tipi uygulamada halen denenmekte olup, daha önce aşındıkta değiştirildiği süre üzerine çıkmıştır. TEŞEKKÜR Bu makalede kaplamaların gerçekleşmesine yardımcı olan SİMYA Yüzey İşlem Teknolojileri Metal Kaplama San. ve Tic. Ltd. Şti. çalışanlarına ve Sayın Kemal DEMİRCİ ye, FEN-A-080410-0084 nolu projeye her türlü desteği veren Marmara Üniversitesi BAPKO na teşekkür ederiz. KAYNAKLAR [1] Pazarlıoğlu,S., Tutak,D., Akgül, A., Özomay,Z., Beytut,H., Özakhun,C., Salman,S., Plazma spray yöntemiyle oluşturulan Al 2O 3 -%40TiO 2 kompozit kaplamaların aşınma davranışı, sertlik ve bağınma mukavemeti özelliklerinin incelenmesi, I. Ulusal Ege Kompozit Malzemeler Sempozyumu 17 19 Kasım, 2011, İzmir. [2] Salman, S., Koruyucu Yüzey Kaplamaları Ders Notları, Marmara Ün., İstanbul, 1999. 593

[3] Salman, S., Cizmecioglu, Z., Studies of the correlation between wear behaviour and bonding strength in two types of ceramic coating, Journal of Materials Science, 33,16,1998. [4] Minisker, M.A., Termal sprey yöntemiyle oluşturulan kaplamaların mekanik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ, 2009. [5] Güleç,A., Termal püskürtme tekniği ile yüksek performanslı Zn/Al(85/15) kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Ü., 2006. [6] Salman,S., Kose,R., Urtekin,L., An investigation of different ceramic coating thermal properties, Materials & Design, 27, 7, 2006. [7] Tian,W., Wang,Y., Yang,Y., Li,C., Toughening and strengthening mechanism of plasma sprayed nanostructured Al 2O 3 13 wt.%tio 2 coatings, Surface & Coatings Technology, 204, 2009. [8] Zhao L., et all., Study of HVOF spraying of WC-CoCr using on-line particle monitoring, Surface and Coatings Technology 185, 160-165, 2004. 594