Plastik enjeksiyon kalıplamada kullanılan berilyum-bakır alaşımının tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Berilyum bakır (Be-Cu) alaşımları, yüksek termal iletkenlikleri nedeniyle termoplastik enjeksiyon kalıplarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu alaşımlar 250 ve 400 C arasındaki sıcaklıklarda çökelme sertleşmesine izin verse de aşınma direncini arttırmak için yine de yüzey koruma kaplamaları tercih edilmektedir. Bununla birlikte, bu kaplamaların belirli sıcaklık aralıkları altında gerçekleştirilmesi durumunda bu alaşımların aşırı yaşlanmasına neden olabilir. Bu durumda altlık malzeme olarak kullanılan Be-Cu alaşımın mekanik özelliklerinde önemli bir kayba neden olarak yüksek doğruluk istenen göbek pimleri ve dar kapatma bölgelerine sahip maça ve kalıp boşluğu gibi bazı endüstriyel uygulamaların imalatını olanaksız hale getirir. Bu çalışmada akımsız Nikel-Fosfor (Ni-P), Nikel-Bor (Ni-B) ve Nikel-Fosfor/ Nikel-Bor (Ni-P/ Ni-B) kaplama yöntemiyle Be-Cu alaşımının korozyon ve aşınma direncini artırmak için bir çözüm olarak önerilmektedir. Kaplamalar ve altlık malzeme olarak kullanılan Be-Cu alaşımının sertliği, kesit boyunca ölçülerek değerlendirildi. Kaplamalar ve Be-Cu alaşımın mikroyapısı ve kristalliği, sırasıyla optik metal mikroskobu (OM) ve X-ışını kırınımı (XRD) kullanılarak karakterize edildi. Kaplama-altlık sistemlerinin korozyon ve aşınma davranışı, ileri-geri aşınma deneyleri, elektrolitik korozyon deneyleri, yüzey profilometresi ve OM ile değerlendirildi. Ni-P kaplama 12 µm kalınlığında düz bir yüzey sergilerken, Ni-B ve Ni-P/Ni-B dubleks kaplamalar ise sırasıyla 7-8 µm ve 12-13 µm ortalama kalınlıkta pürüzlü ve dalgalı bir yüzey görüntüsüne sahiptir. XRD analizi ile akımsız kaplamaların amorf ve kristalin fazların karışımından oluştuğu ve akımsız dubleks kaplamanın tekli kaplamalara kıyasla daha amorf yapı sergilediği belirlenmiştir. Altlık malzeme olarak kullanılan Be-Cu alaşımı sertliğini korurken, akımsız Ni-P kaplamanın sertliği 2,2 kat, Ni-B ve Ni-P/Ni-B dubleks kaplamanın ise 3,7 kat artmıştır. Yüksek yük altında (7,5 ve 10 N) Ni-P kaplamaya kıyasla Ni-B ve Ni-P/Ni-B dubleks kaplamanın aşınma direnci önemli oranda artmıştır. Akımsız Ni-P ve Ni-B kaplamaların korozyon direnci altlık malzeme olarak kullanılan Be-Cu alaşıma nazaran yeterli koruma sağlayabileceği gözlenmiştir.