Hidrasyon/dehidrasyon (HDH) yöntemiyle geri dönüştürülen Ti6Al4V talaşından titanyum esaslı kaplama üretimi

Metaller doğaları gereği dönüştürülebilir kaynaklardır. Üretimleri sırasında oluşan ve kullanım ömürlerini tamamlamaları sonucunda meydana gelen kayıplar geri dönüşüm proseslerini elzem kılmaktadır. Geri dönüşüm ile birlikte kaynak kullanımı, enerji kullanımı ve kayıpları, doğaya verilen zarar azalmakta aynı zamanda ekonomik olarak da fayda sağlanmaktadır. Titanyum ve alaşımlarının sahip oldukları düşük yoğunluk, yüksek dayanım değerleri ve üstün korozyon direnci uzay-havacılık, askeri, medikal ve spor malzemeleri gibi alanlarda tercih edilmelerine neden olmaktadır. Ancak bu üstün özelliklerinin yanı sıra yüksek maliyet, üretim ve şekillendirme zorluğu kullanılabilirliğini kısıtlamaktadır. Üretim ve şekillendirme prosesleri sırasında meydana gelen kayıpların %70 seviyelerinde oluşu yüksek maliyet değerlerini daha da arttırmaktadır bu yüzden titanyumun sahip olduğu oksijen, karbon ve azota olan ilgisi göz önünde bulundurularak geri dönüşümünün yapılması maliyet değerlerini ve malzeme kaybını önemli ölçüde azaltabilmektedir. Titanyum ve alaşımlarının geri dönüşümü için toz metalürjisi yönteminin (PM) döküme göre çok daha ekonomik, elverişli, ürün özellikleri kontrol edilebilir, ürün kaybı az olan ve ekstra işlem gerektirmeyen bir yöntemdir. Genellikle süngerden titanyum tozu elde etmek için kullanılan hidrasyon-dehidrasyon (HDH) yöntemi, hidrojene ilginin fazla olduğu beta fazına sahip titanyum alaşımları için daha elverişlidir. Bu yöntemde, uygun sıcaklık ve basınç değerleri ile birlikte hidrojen atomu kafesi modifiye ederek oda sıcaklığında kırılgan ve oksijene ilgisi olmayan hidrat fazlarının oluşturmaktadır. Böylece koruyucu atmosfer olmaksızın istenilen tane boyutunda toz üretilebilmekte ve uygun denge basıncının altında ki bir basınçta hidrojen atomlarının kafesi terk etmesiyle dönüşüm tamamlanmaktadır. Elde edilen toz, yöntemin sağladığı avantajlar sayesinde yüksek saflıkta olmaktadır. Yöntemi elverişli hale getiren, herhangi bir koruyucu ortama gerek kalmadan hidrat yapının sağladığı güvence ile koruyucu atmosfere gerek kalmadan istenilen prosesin uygulanabilmesidir. Kolay uygulanabilir oluşu ve proses sırasında malzeme kayıplarının yok denebilecek kadar az oluşu yöntemin diğer artılarındandır. Soğuk püskürtme (cold spray) prosesi diğer termal püskürtme proseslerine göre ergime olmaksızın katı halde parçacıkların çok yüksek hızda ve düşük sıcaklıkta püskürtülerek daha yoğun kaplama üretimine olanak sağlamaktadır. Günümüzde soğuk püskürtme prosesi güvenilir ve çevre dostu bir teknoloji olup, özellikle metalik esaslı kaplamaların endüstriyel uygulamalarında birçok acıdan önemli fırsatlar sunmaktadır. Yöntemin düşük sıcaklıklarda yapılıyor oluşu oksitlenme risklerini azaltmakta buda elde edilen ürünün kalitesini arttırmaktadır. Elde edilen kaplamalarda oksit, porozite ve artık gerilmeler oldukça düşük seviyededir. Bu çalışmada, Ti6Al4V talaşının HDH yöntemi kullanılarak geri dönüştürülmesi sonucunda üretim kayıplarını azaltmak ve sonucunda elde edilen ürünün kullanılabilirliğinin soğuk püskürtme yöntemi ile kanıtlamak amaçlanmıştır.