Basınçlı Döküm Kalıplarında Sert Seramik Kaplama Uygulaması İle Performans Artışının Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada kalıp, maça ve iticilere uygulanan yüzey işlem ve sert seramik kaplama uygulamaları, kalıp kalitesi geliştirilmesi ile ürün kalitesi ve verimliliğin arttırılmasına yönelik çalışmalar bir uygulama örneği çerçevesinde ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında saha çalışmalarıyla CrN kaplamalı maçaların performansları belirlenirken, deneysel çalışmalarla da optimum döküm koşulları belirlenmiş ve deney maçalarında hasar analizi yapılmıştır. Deneysel çalışmalar çerçevesinde ise maçalara uygulanan CrN sert seramik kaplamaların, maçalarda yoğun olarak görülen korozyon, erozyon, yapışma ve termal yorulmaya karşı dirençlerini ve ömürlerini arttırdığı gözlemlenmiştir. Saha çalışmaları kapsamında kullanılan CrN kaplı numuneler, kaplamasız numunelere göre 2 kat kadar daha uzun ömür sergilemişlerdir. Deneysel çalışmalarda ise kaplamasız numuneler 17 000 baskıdan sonra kullanılamaz hale gelirken, CrN kaplı numuneler 35 000 baskıdan sonra bile hala iyi durumdadırlar. Bunun yanısıra kaplamasız numunelerin işlem sırasında yüzeylerine yapışan alüminyum tabakasının temizlenmesi için zaman zaman üretim durdurulmuştur. Kaplamalı numunelerde ise işlem sırasında herhangi bir durma olmaması ek bir avantaj olarak yorumlanmıştır. Yapılan taramalı elektron mikroskobu (SEM) çalışmalarında 35 000 baskı sonrasında bile CrN tabakasının bozulmadığı ve kalıp çeliğini halen korumakta olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, a series of experiments were made to evaluate the effects of surface treatment and hard coating applications on aluminum diecasting pins. In addition to this, to improve product quality and increase productivity, practical die casting experiments were conducted by using hard ceramic coated pins during the diecasting process. And, a comparison was made among both the experimental and practical performance results of CrN coated pins. This study clearly showed a distinctive effect of CrN coatings on aluminum diecasting pins. Furthermore, not only an increase in the lifetime of pins but also a significant improvement in product quality are observed. In situ investigations showed that coated pins have two times or more service lifetime than the uncoated ones. Experimental results also prove this situation. Uncoated pins were not useful after 17 000 shots, in the experimental work where CrN coated pins performed over 35 000 shots. Beside this result, uncoated pins stopped the production several times for their surface cleaning during the cycles. With coated pins there were no such stops in the process. This situation provides an extra advantage to the CrN coated pins. During SEM investigations, an almost intact layer of CrN was seen between the aluminum and mould material. The layer was still protecting the die steel.