Alüminyum Matrisli Seramik Partikül Takviyeli Kompozit Kaplamaların Plazma Püskürtme Tekniği İle Üretilmesi Ve Aşınma Davranışının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 2014-T4 kalite alüminyum alaşımının yüzeyinin plazma püskürtme tekniği ile alüminyum matrisli SiC partikül takviyeli kompozit kaplanarak aşınma direncinin arttırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, kaplama yapısını oluşturacak olan, Al-12Si ve SiC tozları çeşitli oran ve parametrelerde karıştırılmış, kaplama uygulaması esnasında SiC toz kaybının engellenmesine ve kaplama yapısı içinde birikiminin arttırılmasına çalışılmıştır. Daha sonra, farklı oranda SiC partikül içeren üç kaplama numnesi seçilmiş, kaplamaların kuru ortam koşulları ve saf su içerisindeki aşınma davranışları incelenmiştir. Plazma püskürtme kaplama uygulaması atmosferik plazma püskürtme sisteminde (APS), aşınma deneyleri karşı yüklemeli (reciprocating) aşınma test cihazında gerçekleştirilmiş olup, aşındırıcı olarak Al2O3 toplar kullanılmıştır. Kaplama işlemi öncesi uygulanan toz karıştırma işlemleri, yapı içerisindeki karbür oranını arttırmada etkili olmuştur. SiC takviyeli kompozit kaplamalar, uygulandığı altlık malzemenin sertliğini oldukça arttırmıştır. Ayrıca genel olarak saf su içerisinde kuru ortama nazaran kaplamaların sürtünme katsayısının düştüğü ve aşınma dirençlerinin arttığı görülmüştür.

In this study, it is aimed to increase the wear resistance of the quality 2014-T4 aluminium alloys coated with the composite reinforced aluminium matrix SiC particulate by plasma spray technique. Mixtures of Al-12Si and SiC powders with differing rates and parameters are prepared in order to minimize SiC powder loss, while forcing the powders to be collected inside the coating structure. Three coating specimens containing different SiC powder compositions are selected to analyze their wear behaviour in dry sliding and distilled water conditions. Plasma spray coating is performed with the atmospheric plasma spray system (APS). Abrasion tests are executed in reciprocating wear tester, and Al2O3 balls are used as abrasives. Mixing the powders before the coating operation, succeded in increasing the overall carbide rate in the structure. SiC reinforced composite coatings are able to improve the hardness of the substrate material significantly. The hardness of coatings are proportional to the SiC rate they contained. It is also found that in general, the friction coefficent decreases on contrary to the increasing wear resistance.