Metal Yüzeylerinin Soğuk Gaz Dinamik Püskürtme Tekniği İle Modifikasyonu

Abstract

Alüminyum esaslı kaplamalar çeşitli endüstri kollarında metal yüzeylerinin korozyon direncini arttırmak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak, bu kaplamalar metal yüzeylerinin korozyon direncini arttırmalarına rağmen zayıf mekanik özellerinden ötürü yüzeyi mekanik kuvvetlerden koruyamazlar. Alüminyum ve alaşımlarının zayıf mekanik özellikleri sert seramik takviye malzemesi ilavesi ile yüksek oranda geliştirilebilir. Bu noktada, sahip oldukları yüksek mukavemet/yoğunluk oranları, uygun mekanik özellikleri ve yüksek aşınma dirençleri nedeniyle alüminyum matrisli seramik partikül takviyeli kompozit kaplamalar korozyon ve mekanik özelliklerinin birlikte gelişmesini sağlarlar ve bu tarz kaplamalar ilgi odağı olmaktadır. Bu çalışmanın amacı T6-6061 Al altlık üzerine soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile 7075 Al matrisli seramik partikül (B4C, SiC ve Al2O3) takviyeli kompozit kaplama gerçekleştirmektir. Bu çalışma kapsamında, besleme toz karışımlarının üretilmesi için seramik partiküller hacimce oranları %10, 20 ve 40 olacak şekilde 7075 Al tozları ile karıştırılmıştır. Besleme toz karışımları nozül giriş basıncı 0.98 MPa ve sıcaklığı 300°C olan helyum proses gazı kullanılarak püskürtülmüştür. Kaplamaların karakterizasyonu mikroskobik incelemeler, sertlik ve yapışma mukavemet ölçümleri ile aşınma ve elektrolitik korozyon testleri ile yapılmıştır.

Al based coatings are used in various industrial applications to protect metals against corrosion by means of anodic protection due to formation of a very thin and impervious aluminum oxide layer. However, these coatings cannot protect the surface from the mechanical forces due to their poor mechanical properties. At this point, coatings of aluminum matrix ceramic particle reinforced composites have attracted much attention recently owing to high strength to weight ratios, suitable mechanical properties and higher wear resistance in comparison to conventional monolithic alloys without sacrificing the corrosion resistance of aluminum. The aim of this study is to produce 7075 Al matrix ceramic particle (B4C, SiC and Al2O3) reinforced composite coatings on T6 6061 Al substrate by cold gas dynamic spraying technique. Within scope of this study, ceramic particles were mixed with 7075 Al particles at volume ratios of ceramic particles of 10, 20 and 40 vol. % to produce feedstock powder mixtures. Feedstock powder mixtures were sprayed using He as a process gas with a nozzle inlet pressure of 0.98 MPa and a temperature of 300°C. Characterization of coatings were carried out by microscopic investigations, hardness and bond strength measurements as well as wear and electrolytic corrosion tests.