Düşük basınçlı döküm kalıpları için poteyaj uygulamasına alternatif termal sprey yöntemleri ile termal bariyer kaplama uygulaması

Alüminyum alaşımlarının düşük basınçlı dökümünde proses performansını artırmak amacıyla uzun yıllardır döküm kalıplarına kaplama uygulanmaktadır. Özellikle düşük basınçlı döküm veya gravite döküm proseslerinde kalıp boşluğunun dolumu yüksek basınçlı döküm proseslerine göre kısmen daha fazla zaman almaktadır. Erken katılaşmayı engellemek amacıyla metalik kalıp yüzeylerinde termal yalıtım görevi sağlayan kaplamalar kullanılmaktadır. Poroziteli olan bu kaplamalar hem termal bariyer görevi yapmakta hemde sıvı metalin erozif aşınma ve korozif etkilerine kaşrı kalıbı korumaktadır. Ancak bu ticari kullanılan kalıp kaplamaların zayıf mekanik dayanımı ve aşınma direnci proses sürecinde önemli oranda bakım ve tamir maliyetlerine neden olmaktadır. Bu durum gerek üretimi hızını ve verimliliğini engellemekte, birkaç vardiya içerisinde üretim duruşlarına yol açmaktadır. Kaplamanın aşınması ve kesit kalınlığının azalması nedeniyle ısı transferi değişimi söz konusu olmakta, bunun sonucunda katılaşma hızının değişimi döküm ürününde de mikroyapısal değişikliklere dökümde gözenek oranında artışa neden olmaktadır. Döküm prosesinin verimliliğini artırmak amacıyla uzun ömürlü ve dayanıklı kaplamalara ihtiyaç duyulmaktadır. Kaplamaların dayanımı çoğunlukla yapışma mukavemetine ve aşınma direncine bağlıdır. Yapışma dayanımını artırmak amacıyla termal sprey kaplama teknikleri düşünülmüştür. Bu tez çalışmasında MgO ile stabilize zirkonya esaslı ve polimer-parçacık katkılı kaplamaların alev ve/veya plazma sprey yöntemleri ile üretimi ve kaplama performansı araştırılmıştır. Kaplamaların kompozisyonuna ve üretim yöntemine bağlı olarak mekanik özellikleri, yüzey özellikleri ve uygulanabilirliği teknik ve ekonomik açıdan karşılaştırmalı olarak karakterize edilmiş ve incelenmiştir.