Al-12si Matrisli Seramik Partikül Takviyeli Kompozit Kaplamaların Soğuk Dinamik Gaz Püskürtme Yöntemi İle Üretilmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada alüminyum–12 silisyum (Al-12Si), alüminyum (Al), silisyum karbür (SiC) ve bor karbür (B4C) tozları kullanılarak Soğuk Dinamik Gaz Püskürtme (SDGP) yöntemi ile 116 HV0,1 sertliğindeki Al 6082 altlık üzerine, alüminyum matrisli SiC ve B4C takviyeli kompozit kaplanmıştır. Kaplamalar; mikroyapı incelemeleri ve sertlik ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca, %40 SiC takviyeli kompozit kaplamalar için kuru ve sulu ortam aşınma deneyleri ile SiC’ün sulu ortamdaki yağlayıcı etkisi incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda söz konusu kompozit kaplamalar Al 6082 altlık üzerine uyumlu bir ara yüzey ile bağlanarak kaplanmıştır. Takviye parçacıklar, kaplama yapısında boşluk oluşturmayacak şekilde homojen olarak dağılmıştır. Takviye malzemesi oranı arttıkça sertlik artmakta ayrıca, SiC yerine B4C kullanılması sertliği bir miktar daha fazla artırmaktadır. SiC takviyeli kompozit kaplama su ile aşındırıldığında yağlayıcı etki göstermekte ve bu etki, aşınma alanını ve sürtünme katsayısını düşürmektedir.

In this research, Al 6082 substrate with a hardness of 116 HV0,1, succesfully coated with Aluminum matrix SiC and B4C reinforced composite via Cold Spray process by using Aluminum-12Silicon (Al-12Si), Aluminum (Al), Siliconcarbide (SiC) and Boroncarbide (B4C) powders. Characterizations of the coatings were conducted by applying microscopic examinations and hardness measurements. Additionally, dry sliding and water lubrication wear tests were performed to see the self-lubrication capability of 40% SiC reinforced coating. As a consequence of this research, mentioned composite coatings were successfully coated on Al 6082 substrate with a compatible interface. Reinforcement particles were dispersed homogenously without any porosity in the coating structure. With the rising level of reinforcement rate in the blend, hardness was also raised. Meanwhile using B4C instead of SiC as the reinforcement was concluded with a higher hardness value. SiC reinforced composite coating shown lubrication effect in water wear tests and this lubrication effect decreased the wear rate and the friction coefficient.