Supapların Yüzeyinde Termo-Reaktif Difüzyon Yöntemi Kullanılarak Üretilen Nitrür Esaslı Kaplamaların Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Supaplar yüksek sıcaklıklarda çalıştıklarından gerek mekanik ve gerekse ısıl zorlamalara en çok maruz kalan parçalardan biridir. Bu olumsuzlukların üstesinden gelmek için supapların yüzeylerinin kaplanması gerekmektedir. Genellikle endüstride kaynak esaslı yöntemlerle (PTA ve TIG) stellite tozu kullanılarak supaplar kaplanmaktadır. Bu şekilde üretilen kaplamaların sertliklerinin ve aşınma dirençlerinin çok yüksek olmayışı ve kaplama sonrası taşlama vb. ikinci işlemlere ihtiyaç duyulması supaplar için bir dezavantajdır. Supap yüzeylerinin kaplanmasında ince film kaplama yöntemlerinin (PVD, CVD ve TRD) kullanımı çok caziptir. Bu yöntemlerden fiziksel buhar çöktürme (PVD) ve kimyasal buhar çöktürme (CVD) yöntemleri için pahalı ve karmaşık ekipmanlar gerekmektedir. Bu nedenle daha ekonomik fakat aynı sonuçların sağlandığı yöntemler arayışı sonrasında termoreaktif difüzyon (TRD) yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemle yüksek teknolojiye gerek duyulmadan aynı özellikteki kaplamaları gerçekleştirmek mümkün olmuştur.

Bu çalışmada, kullanım yeri itibariyle sürekli aşınmaya maruz kalan supapların Termoreaktif Difüzyon (TRD) tekniği kullanılarak sertlik ve aşınma özellikleri artırılacaktır. Bu amaçla, bir supap yüzeyine önce nitrürasyon işlemi uygulanacak sonrasında TRD yöntemiyle B, V, Nb ve Ti geçiştirilerek sert ve aynı zamanda da aşınma dayanımı yüksek nitrür tabakaları oluşturulmaya çalışılacaktır. Böylece, malzemelerin ömürlerinin artırılması ve ülke ekonomisine katkı sağlanması hedeflenmektedir. Üretilen kaplamaların mikroyapı ve faz bileşimi incelemesi optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışın difraktogramı (XRD), X ışını enerji dağılım spektrometresi (EDS) ile yapılacaktır. Kaplamaların sertlikleri vikers olarak ölçülecektir. Nitrür kaplamaların aşınma davranışları ball-on-disk aşınma düzeneği ile test edilecektir. Anahtar Kelimeler: TRD; supap; nitrür; kaplama; mikroyapı; aşınma