Farklı akım yoğunluklarında üretilen akımlı Nİ-B kaplamaların sert krom kaplamaya alternatifliği

Bu tezde, ST37 kalite çelik altlıklar üzerinde akımlı kaplama yöntemiyle elde edilen nikel-bor (Ni-B) alaşım kaplamaların, Cr⁶⁺ içeren sert krom kaplamalara teknik ve çevresel açıdan bir alternatif olup olamayacağı kapsamlı biçimde değerlendirilmiştir. Çalışmanın amacı, akım yoğunluğunun (5, 10 ve 15 A/dm²) Ni-B kaplamaların mikroyapı, sertlik, sürtünme ve aşınma performansı üzerindeki etkisini sistematik olarak ortaya koymak ve sonuçları sert krom referansı ile karşılaştırmaktır. Kaplamalar, standart yüzey hazırlığı sonrası asidik banyoda üretilmiş; yüzey morfolojisi ve kesit yapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile, faz/atomik düzen bilgisi X-ışını Kırınımı (XRD) ile analiz edilmiştir. Tribolojik davranış, bilye-disk (ball-on-disk) tribometresi kullanılarak toplam 500 m kayma mesafesi esas alınarak belirlenmiş; sürtünme katsayısı-mesafe eğrileri ve özgül aşınma hızları üzerinden nicel karşılaştırmalar yapılmıştır. Mekanik performans, düşük yükte Vickers mikrosertlik ölçümleriyle desteklenmiştir. Bulgular, akım yoğunluğunun kaplama kalitesi ve performansı üzerinde belirleyici olduğunu göstermektedir. 5 A/dm² koşulunda üretilen Ni-B kaplamalarda belirgin nodüler yapı ve yer yer gözeneklilik gözlenirken, 10 A/dm² koşulunda en kompakt, homojen ve sürekliliği yüksek morfoloji elde edilmiştir. 15 A/dm²'de iri nodül oluşumları ve pürüzlülük artışıyla ilişkili yüzey kusurları belirginleşmiştir. XRD sonuçları, Ni-B kaplamalarda Ni esaslı piklerin baskın olduğunu; bor katkısının amorf/çok ince taneli karaktere yol açarak geniş tepeciklerle yansıdığını işaret etmektedir. Tribolojik testlerde 10 A/dm²'de üretilen Ni-B kaplamalar, 500 m boyunca daha kararlı ve nispeten düşük sürtünme katsayısı eğilimleri ile daha düşük aşınma oranları sergilemiş; mikrosertlik verileri de bu koşulda dengeli ve uygulamaya elverişli bir performansı doğrulamıştır. Sert krom kaplamalar yüksek sertlik ve tipik mikroçatlaklı morfoloji özelliklerine sahiptir, Ni-B akımlı kaplamanın 10 A/dm² koşulunda aşınma direnci-sürtünme davranışı-yapısal bütünlük üçlüsünde rekabetçi bir profil sunduğu görülmüştür. Sonuç olarak, Cr⁶⁺ içermeyen prosesin iş sağlığı-güvenliği ve çevresel üstünlükleri de dikkate alındığında, ST37 çelik üzerinde 10 A/dm² akım yoğunluğunda elde edilen Ni- B akımlı kaplama, sert krom kaplamaya güçlü bir alternatif olarak önerilmektedir. Bu sonuç, taşıt/kalıp parçaları ve genel amaçlı tribolojik bileşenler gibi endüstriyel uygulamalara doğrudan girdi sağlayacak niteliktedir.