AISI D2 takım çeliğinde lazerle yüzey modifikasyonunun aşınma performansına etkilerinin incelenmesi

Bu çalışmada, AISI D2 soğuk iş takım çeliği üzerindeki farklı lazer tekstür desenlerinin tribolojik davranışları, ball-on-disk aşınma test düzeneğinde kuru kayma ve MoS2 katı yağlayıcı koşulları altında, farklı yükler (2N ve 4N) ve kayma süreleri (15 ve 30 dakika) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, lazerle yüzey modifikasyonunun tüm tekstür desenli yüzeylerde aşınma direncini ve sürtünme özelliklerini önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Kuru kayma koşullarında 4N yük ve 30 dakika kayma süresi altında en yüksek hacim kaybı (0,894x10-3 mm3) ve sürtünme katsayısı (μ=0,90) değerleri lazersiz yüzeyde elde edilmiştir. Buna karşın, büyük daire deseni tüm koşullarda en üstün performansı göstermiş, 2N yük ve 15 dakika kayma süresi altında hacim kaybını lazersiz yüzeye kıyasla %19 (0,801x10-3 mm3'ten 0,647x10-3 mm3'e) ve sürtünme katsayısını %24 (0,90 μ'den 0,68 μ'ye) düşürerek belirgin iyileşme sağlamıştır. MoS2 katı yağlayıcı kullanımı ise performansı daha da artırmış, büyük daire desenli yüzeyde en etkili sonuçlar elde edilmiştir. Büyük daire deseni ile MoS2 yağlayıcının birlikte kullanımı, 2N yük ve 15 dakika kayma süresi altında tüm test koşulları içerisinde en düşük hacim kaybı (0,106x10-3 mm3) ve minimum sürtünme katsayısı (μ=0,109) değerleriyle mükemmel performans sergilemiştir. Kuru koşullara kıyasla, hacim kaybında %84 ve sürtünme katsayısında %82-84 oranında iyileşme sağlanmıştır. SEM, EDS ve 3D profilometre analizleri, tekstürlü yüzeylerde çukurların aşınma kalıntılarını hapsettiğini ve MoS2 varlığında aşınma derinliğinin %85-90 (4 μm'den 0,4-0,6 μm'ye) azaldığını göstermiştir. Artan yük ve kayma süresi tüm yüzeylerde hacim kaybını artırsa da, lazer tekstürlü yüzeyler yüksek yük koşullarında bile üstün direnç göstermiştir. Sonuç olarak, optimum lazer tekstür desenlerinin ve MoS2 yağlayıcının birlikte kullanımı, AISI D2 takım çeliğinin tribolojik performansını önemli ölçüde iyileştirmekte ve endüstriyel uygulamalarda takım ömrünün uzatılması için umut verici çözümler sunmaktadır.