Triyod saçılma metodu ile kaplama sistem tasarımı ve TİN kaplanmış 42CrMo4, 34CrAI6, X2IOCr12 malzemelerinin yüzey özelliklerinin işlem parametrelerine bağlı olarak incelenmesi
Designing of a triode sputter coating system and investigation of surface properties of TIN coated 42CrMo4, 34CrA16 and X210Cr12 materials depending on process parameters
- Tez No: 65635
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP KILIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aşınma dayanımı, Kalay, Kaplama, Yüzey sertleştirme, Wear resistance, Tin, Coating, Surface hardening
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ill ÖZET Birçok uygulamada yüzey kaplama metotları, malzeme yüzeylerine daha iyi fiziksel ve kimyasal özelikler kazandırmak amacıyla kullanılmaktadır. Yüksek teknoloji uygulamalarında kullanılan kaplama metodlarının büyük bir çoğunluğu vakum altında yapılmaktadır. Son yirmibeş yıldır PVD(Fiziksel Buhar Yığma) metoduyla elde edilen kaplamalara olan ilgi hızlı bir şekilde artmaktadır. Vakum ortamında gerçekleştirilen Titanyum Nitrür(TiN) kaplamalar, yüksek sertlik değerleri, yüksek aşınma dirençleri, kimyasal kararlılıkları ve dekoratif görünümlerinden dolayı birçok uygulama alanında kullanılmaktadır. Kaplama özelliklerini geliştirmek ve işlem fiziğinin daha iyi anlaşılmasını sağlamak amacıyla labaratuvar çalışmaları hızla devam etmekle birlikte ülkemizde bu konularla ilgili fazla bir araştırmaya rastlanılmamaktadır. Bu çalışmanın ilk bölümünde PVD kaplama yöntemlerinden d.c. triyod saçılma metodu ile kaplama sistemi tasarımı yapılarak sistem çalışır hale getirilmiştir. Bu metotla elde edilen yığma oranlan düşük olmakla birlikte kaplama-alt tabaka ara yüzeyinde iyi bir yapışma elde edilmektedir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise gerçekleştirilen sistem üzerinde düşük alaşımlı 42CrMo4 ve 34CrA16 makina yapım çelikleri ile X210Crl2 soğuk iş takım çeliğinden hazırlanan numuneler TİN ile kaplanarak işlem parametrelerinin kaplama özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İşlem parametreleri olarak reaktif gaz basıncı, alt tabaka sıcaklığı ve kaplama süresi temel alınarak bu parametrelerin kaplamanın sertliği ve mikroyapısı üzerine etkileri incelenmiştir. Deneylerde N2 gaz basıncı 2xl0“3-4xl0”3 mbar, alt tabaka sıcaklığı 250 °C-450 °C ve kaplama süreleri 4-8 saat aralığında alınmıştır. Kaplanan numuneler üzerinde yapılan mikrosertlik taramalarında alt tabaka sıcaklığı ve kaplama süresinin artmasıyla kaplama sertliğinin arttığı gözlenmiştir. Aynı zamanda azot gaz basıncının artmasının da mikrosertlik değerini artırdığı ve kritik azot gaz basıncının 4.10-3 mbar olduğu tesbit edilmiştir. Kaplanacak malzemelerin kaplama öncesi sertlik değerlerinin, kaplama sonrası sertlik değerleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Kaplanan numunelerin XRD çalışmaları neticesinde, kaplanan yüzeyler üzerinde yapılan taramalarda işlem parametrelerine bağlı olarak a-Ti,Ti2N, Ti4N3.x, Tİ3N2x gibi fazlar belirlenmiştir. a-Ti fazının oluşumunda azot konsantrasyonları, Ti2N fazının oluşumunda ise düşük alt tabaka sıcaklıkları etkili olmuştur. TİN fazı tek faz olarak değil belirtilen fazların kombinasyonu şeklinde çok fazlı olarak ortaya çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
IV SUMMARY In many applications, surface coatings are used for a variety of reasons including the requirement for better physical and chemical properties to improve the surface of materials. Most of the coating methods used in high technology applications are carried out under vacuum. During the last 25 years, there has been an increasing interest in thin films deposited by various PVD(Physical Vapour Deposition) methods. TiN coatings obtained under vacuum atmosphere are used in various applications due to its high hardness, good wear resistance, chemical stability and beautiful decorative surface sight. However, more studies are carrying out to improve the surface properties and to understand its physical mechanism. There has been few research studies in this field in Turkey. In the first part of the study, a d.c. triode sputter coating system has been designed and constructed. In spite of low deposition rate, d.c. triode sputtering gives good adhesion between substrate and coating. In the second part of the work, 42CrMo4 and 34CrAl6 low alloy steels and X210Crl2 cold work tool steels have been coated with TiN. The effects of process parameters on the coating properties have been then investigated. Reactive gas pressure, substrate temperature and coating time have been taken into account as process parameters and the effects of these parameters on the coating hardness and microstructure have analyzed. In the experiments, N2 gas pressures, substrate temperatures and coating times have been taken between 2xl0“3-4xl0”3 mbar, 250“C-450 °C and 4-8 hours, respectively. As a result of microhardness measurement, it can be seen that the hardness increases in proportion to the substrate temperature and coating time. Nevertheless, it is also seen that the hardness rises with N2 gas pressure. Moreover, it is found that the critical N2 gas pressure was determined as 4. 1 0”3 mbar after many experiments. It is attained that the initial hardnesses of samples have an important effect on the hardness of coating. As a results of XRD studies, a-Ti, Ti2N, Ti4N3.x, and Ti3N2x phases have been obtained depending on the process parameters. Concentration of N2 gas and substrate temperature have an important role in occurring a-Ti and Ti2N phase respectively. It is concluded that TiN coating is not only the single phase but also occurs in multi phases under coating conditions included.
Benzer Tezler
- Construction of a scanning tunneling microscope and first results
Başlık çevirisi yok
AHMET ORAL
Yüksek Lisans
İngilizce
1990
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiDOÇ. DR. RECAİ M. ELLİALTIOĞLU
- Doğal ve protetik restorasyonlu dişlerde farklı sentrik kontak tiplerinde oluşan fonksiyonel gerilimlerin“structural analysis program”ile incelenmesi
Investigation of functional stress in different types of centric contact in natural and prothetically restored teeth by using structural analysis program
GÜRCAN ESKİTAŞCIOĞLU
- Hububat tohumu temizleme ve sınıflandırma makinasında iş kalitesini artırma çalışmaları üzerinde araştırma
Başlık çevirisi yok
ZİYA ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
ZiraatGaziosmanpaşa ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ KASAP
- Atelye donanım elemanlarından resim sehpasının fonksiyonel boyutlarının geliştirilmesi üzerine bir çalışma
Başlık çevirisi yok
SALİH GEÇİMLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiY.DOÇ.DR. MEMDUH ERKİN