Elektriksel kıvılcımla işlemede mikronize hidroksiapatit toz katkısının yüzey özelliklerine etkisinin incelenmesi

Elektriksel Kıvılcım ile İşleme (EKİ), dielektrik sıvı içerisinde iş parçası ile elektrot arasında ardışık biçimde uygulanan elektrik darbe gerilimleri sonucunda oluşan kıvılcımların termal etkisiyle malzeme kaldırma prensibine dayanmaktadır. İşleme sırasında kesme kuvvetlerinin oluşmaması ve yöntemin termal doğası gereği, çok sert ve karmaşık şekilli parçalar kolaylıkla işlenebilmektedir. Yöntemde, darbe akımı, darbe süresi, bekleme süresi, darbe gerilimi, iş parçası malzemesi, elektrot malzemesi ve dielektrik sıvı özellikleri, elde edilen yüzey özelliklerini ve işleme performansını doğrudan etkileyen faktörlerdir. Toz Katkılı Elektriksel Kıvılcımla İşleme (TKEKİ) yönteminde; dielektrik sıvıya ilave edilen ve dielektrik sıvı içerisinde asılı tutulan toz katkısıyla işlem performansının artırılması hedeflenmiştir. Titanyum alaşımları; sahip olduğu korozyon direnci ve mekanik özellikleri ile medikal uygulamalarda tercih edilmektedir. Fakat, vücut sıvısı ile etkileşimleri sonucu bölgesel korozyona uğramaları ve çevresindeki dokulara iyon salınımı yada kemikle bütünleşmelerinde yaşanan sorunlar, onların kemiklerle etkileşimleri çok daha iyi olan malzemelerle kaplanması gereğini doğurmuştur. Hidroksiapatit (HA) genellikle ampute kemiklerde dolgu olarak yada implantları desteklemek için kullanılan bio uyumlu bir seramiktir. Bio seramiklerin, implantlar olarak üretilip kullanılabilmeleri, güvenirliliği, virütik ve bakteriyel bir risk taşımamaları ve yaşayan dokunun çevresiyle etkileşmemeleri en önemli avantajlarıdır. Bu sebeple medikal metallerin kaplanmasında tercih edilmektedir. Bu çalışmada, dielektrik sıvıya mikronize hidroksiapatit toz katkısı eklenerek EKİ yöntemiyle işlenmiş Ti-6Al-4V alaşımının yüzey özellikleri konu edilmiştir. Farklı darbe süreleri ve farklı darbe akımları kullanılarak 40 numuneden oluşan parametrik bir deney çalışması yapılmıştır. İşlenen yüzeyler taramalı elektron mikroskobisi, X ışını kırınım difraktometresi ve optik mikroskobisi ile incelenmiştir. HA toz katkılı EKİ ile yüzeyde HA yönünden zengin yapıların oluştuğu belirlenmiş ve bu yapıların oluştuğu parametreler tespit edilmiştir. İşlemelerde kullanılan 7, 12, 22, 42 Amper akım seviyelerinde, en iyi nüfuziyetin 22 A'de ve 100-1600 µs darbe süresi aralığında gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, karmaşık geometrili parçaların işlenebilmesinin, aynı zamanda işleme ile birlikte medikal uygulamalar için HA yönünden zengin fonksiyonel yüzeylerin elde edilebilmesinin mümkün olduğunu göstermektedir.