Alüminyum alaşımı ve bronzu yüzeyine oksit ve karbür bileşiklerinin plazma sprey yöntemiyle kaplanmasının araştırılması

Bu çalışmada, alüminyum alaşımı (AA2024-T4) ve Al bronzu (Cu alaşımı) yüzeyine çeşitli oksit ve karbür tozları atmosferik plazma püskürtme yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Yüzeyde elde edilen kaplama tabakalarının; mikroyapı, sertlik, yüzey pürüzlülüğü, birleşme mukavemetleri ve ısıl genleşme özellikleri incelenmiştir. Alüminyum alaşımı (AA2024-T4) yüzeyine Al2O3 ve Al2O3 içerisine farklı yüzdelerde ilave edilen TiO2 tozları ile elde edilen oksit toz karışımları kaplanmıştır. Aynı alt malzeme yüzeyine (AA2024-T4) saf Al tozu içerisine % 5 Cu ilave edilerek karıştırılan Al + % 5 Cu toz karışımına farklı oranlarda bor karbür (B4C) ilavesi ile elde edilen karbür toz karışımları da kaplanmıştır. Alüminyum bronzu (Cu alaşımı) yüzeyine ise İtriyum oksit ilaveli Zirkonyum oksit (ZrO2+Y2O3) tozu ve ZrO2+Y2O3 tozu içerisine farklı yüzdelerde ilave edilen Al2O3 tozları ile elde edilen oksit toz karışımları kaplanmıştır. Aynı alt malzeme yüzeyine (Cu alaşımı) saf Cu tozu içerisine % 5 Al ilave edilerek karıştırılan Cu + % 5 Al toz karışımına farklı oranlarda krom karbür (Cr3C2) ilavesi ile elde edilen karbür toz karışımları da kaplanmıştır. Kaplanmış numunelerin kaplama yüzeyine dik olarak çıkarılan deney numunelerinden; mikroyapı ve sertlik incelemeleri, ayrıca kaplama esnasında kaplanmış olan çekme numuneleri ile kaplamanın birleşme mukavemet incelemeleri ve meydana gelen tabakanın yüzey pürüzlülüğü ile ısıl genleşme özelliklerine bakılmıştır. Optik mikroskop, elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dispersive X-ray (EDX) aracılığıyla mikroyapılar incelenerek değerlendirilmiştir. Yüzey durumunu belirlemek amacıyla yüzey pürüzlülük ölçüm cihazıyla yüzey pürüzlülük değerleri (Ra) ölçülmüştür. Alt malzeme üzerine uygulanan kaplama işlemi sonrasında, numunelerin ısıl genleşme katsayılarını tespit etmek amacıyla dilatometre cihazından faydalanılmıştır.Alt malzeme (AA 2024-T4) yüzeyine gerçekleştirilen Al2O3 ve Al2O3 + TiO2 kaplanarak elde edilen A grubu numunelerde, en düşük gözenek miktarı, sertlik miktarı, yüzey pürüzlülük değeri ve ısıl genleşme katsayısı ile en yüksek yapışma mukavemet değeri % 40 TiO2'li numunede elde edilmiştir. Al+Cu ve Al+Cu+B4C kaplanarak elde edilen B grubu numunelerde ise en yüksek gözenek miktarı ve sertlik değeri ile en düşük yüzey pürüzlülük değeri ve ısıl genleşme katsayısı % 20 B4C'lü ve en yüksek yapışma mukavemeti 48,08 MPa değeri ile B4C ilavesiz numunelerde elde edilmiştir.Alüminyum bronz (Cu alaşımı) alt malzeme yüzeyine gerçekleştirilen ZrO2 + %8 Y2O3 ve ZrO2 + %8 Y2O3 + Al2O3 kaplanarak elde edilen C grubu numunelerde, en yüksek gözenek miktarı ve yapışma mukavemet değeri ile en düşük yüzey pürüzlülüğü ve ısıl genleşme katsayısı %20 Al2O3 ilaveli numunede, en yüksek sertlik değeri ise % 5 Al2O3 ilaveli numunede elde edilmiştir. Cu + % 5 Al ve Cu + % 5 Al + Cr3C2 kaplanarak elde edilen D grubu numunelerde ise en düşük gözenek miktarı ve yüzey pürüzlülüğü ile en yüksek sertlik değeri Cr3C2 ilavesiz Cu + % 5 Al ile kaplanan numunede elde edilmiştir. D grubu numunelerde ısıl genleşme katsayısı tespit edilememiştir. Kaplama esnasında yüzeyde oluşan oksitlenmeden dolayı yapışma mukavemet değerleri standartlardan düşük değerlerde tespit edilmiştir.