Nano Kompozit Kaplama

Abstract

Bu çalışmada, akımsız metal kaplama yapılabilecek yeni bir düzenek kurulmuştur. Kurulan bu düzenek kullanılarak çelik malzemeden yapılmış numuneler üzerinde standart akımsız Ni-P kaplaması ve ticari hazır formülasyonu piyasada olmayan, ülkemizde uygulaması bulunmayan akımsız Ni-B banyosu oluşturulmuştur. Başarılı bir alaşım kaplama yapıldıktan sonra nano boyutta elmas parçacık (UDD) takviyesiyle gelişmiş aşınma direnci ve yağlayıcılık özelliği elde edilmeye çalışılmıştır. 5 farklı süspansiyon ilave edilerek akımsız kompozit Ni-B kaplaması elde edilmiştir. Oluşturulan bu kaplamaların kaplama hızları ölçülmüş ve mikro yapıları taramalı elektron mikroskobunda incelenmiştir. Filmlerin kimyasal bileşimine karar vermek için EDS kullanılmıştır. Isıl işlem öncesi ve sonrası sertlikleri ölçülmüştür. Isıl işlem sonrası sertlik değeri en yüksek olan ve mikroyapısı diğer kaplamalardan farklı olan nanoelmas takviyeli kompozit kaplamalar ile akımsız Ni-P ve Ni-B kaplamalara, Rockwell C Sertlik testi ve aşınma deneyleri (plaka üzerinde top) yapılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçların genel bir değerlendirmesi yapılmış ve literatürdeki değerlerle karşılaştırılarak sonuçlar üzerinde tartışılmıştır. Kompozit kaplamalar ile alaşım kaplamalara göre daha yüksek sertlikler elde edilmiştir. Surfactant 2 ile süspansiyonu sağlanan en yüksek sertliğe sahip akımsız kompozit ile çelik malzemeden 30 kat, akımsız Ni-B kaplamadan 14 kat, Ni-P kaplamadan 2 kat aşınmaya karşı dirençli bir kaplama elde edilmiştir.

In this study, new equipment and instrumentation are prepared to use in electroless metal plating. Standard electroless nickel-phosphorous and electroless nickel-boron plating, whose formulation is not found commercially and no application in our country, are done. After doing successful alloy coating, nano size diamond particles (UDD-Utra dispersive diamond) are added to improve wear resistance and lubricity properties of the coating. Five different suspensions are made and also five different electroless composite Ni-B coatings are obtained. Deposition thicknesses are measured and scanning electron microscope examinations is done. Energy dispersive x-ray spectroscopy is used to determine the chemical composition of the film. The hardness of coatings after in as-plated and heat-treated conditions are measured. After in heat-treated conditions, Rockwell C Test and wear test (ball on plate) is done to the hardest nano composite coating and having a different microstructure nano composite coating, electroless Ni-P, electroless Ni-B coatings. The experimental results evaluation is done. The results are discussed and compared with literatures. The hardest electroless composite coating which is 30 times more resistant to wear than steel material, 14 times than electroless Ni-B coatings, and 2 times than electroless Ni-P coatings, is obtained by using particle suspension with Surfactant 2.