Bu çalışmada; saf Al2O3 ve alt yüzeyi WC olan sert maden kesici uçların yüzeyi PVD yöntemi kullanılarak TiN ve TiAlN kaplanmıştır. Kaplama işlemi uygulanan ve uygulanmayan kesici uçlara mikro-abrasyon aşınma deneyleri uygulanmıştır. Yapılan araştırma ve incelemelerde aşağıda belirtilen sonuçlar elde edilmiştir.
1. En iyi aşınma direnci TiN numunelerde görülmüştür. Ancak TiAlN kaplamaların kaplama kalınlığı göz önüne alındığında ve diğer araştırmacıların çalışmaları incelendiğinde TiAlN kaplamaların aşınma dirençlerinin daha üstün olduğu görülmüştür.
2. Saf Al2O3 den imal edilmiş kesici ucun en çok aşınan numune olduğu ve bunu sırası ile WC, TiN ve TiAlN kaplı numunelerin izlediği görülmüştür.
3. 1 µm kalınlığındaki TiAlN kaplama kalınlığının dahi malzemenin aşınma direncinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür.
4. Kaplama kalınlığının aşınma direncinde önemli bir parametre olduğu görülmüştür. 5. Mikro-abrasyon testlerinde artan devir ve yükün aşınma oranında ve numunelerin pürüzlük değerlerinde önemli bir parametre olduğu görülmüştür.
6. Değişen numune özeliğine göre aşınma mekanizmasının da değiştiği görülmüştür. Mikro aşınmanın karakteristik bir aşınma tipi olan tabakasal kopma, plastik deformasyon ve sırt oluşumunu numunelerde görmek mümkündür.
Yukarıdaki farklı tip özellikte ve farklı tip yüzey kaplamasına tabi tutulmuş kesici uçların mikro-abrasyon aşınma deneylerinden elde edilen bulgular tartışılmıştır. Bununla birlikte; bu numuneler üzerinde aşağıdaki uygulamaları gerçekleştirmek mümkündür.
7. PVD yöntemi ile yüzeyi kaplanmış numunelere mikro-abrasyonun diğer bir türü olan serbest top yöntemi uygulanabilir.
8. Yine kesici uçlarda meydana gelen adhesyon mekanizmalarının belirlenmesi için numunelere kuru kayma aşınması uygulanarak deney sonuçları detaylı bir şekilde araştırılabilir.
9. Yüzey modifikasyonu ile oluşturulan kaplama yüzey tabakalarının korozif ortamlardaki aşınma davranışları incelenerek, yüzeyi kaplanan malzemenin bu ortamların etkilerinden nasıl koruduğu araştırılabilir.
KAYNAKLAR
Holmberg, K. and Matthews, A., 1994. Coatings Tribology - Properties, Techniques and Applications in Surface Engineering, Elsevier Tribology Series, 28, Elsevier Science B.V., The Netherlands. 442 p.
Gök, MS., 2008. Düşük Ve Orta Karbonlu Çeliklerin Yüzeyine Tığ Kaynak Metoduyla Kaplanan Ostenitik Paslanmaz Çelik Tozunun Aşınma Direncine Karbür İçeriğinin Etkisinin Araştırılması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 125 s, Elazığ.
Varol, N., 1994. Plastik Malzemelerde Aşınma, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 120 s, Elazığ
Erdem, S., 2006. “Yüksek Karbon İçeriğine Sahip, Yüksek Kromlu, Manganlı ve Alaşımsız Düşük Karbonlu Çeliklerin Aşınma Davranışlarının Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 65 s, Elazığ.
Atik, E., 1994. Yaşlandırılabilir Bir Al-Al2 O3 Kompozitinde Aşınma Dayanımı Açısından
Optimum Mekanik Özelliklerin ve Üretim Şartlarının Belirlenmesi, Doktora tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim
Dalı, 125 s, Bursa.
Turhan, H., 1994. Ostenitik Manganlı Çeliğin Aşınma Davranışlarının Araştırılması, Yüksek Lisans tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 47 s, Elazığ.
Sarıkaya, Ö., 2007. Aşınmaya Karşı Yüzey Mühendisliği Yöntemleri, Sakarya.
Kuş, H., 2007. Östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Aşınma Davranışı, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi
Anabilim Dalı, 91 s, Konya.
Akbulut, H., 2005. Abrasiv Aşınma, Aşınma Ders Notları, Sakarya Üniversitesi. Yıldız, T. ve Gür, A., 2006. Aşınma Sistemleri, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları.
81
Aydın, M., 1996. Kütahya Seyit Ömer Linyit İşletmelerinde Kullanılan Kepçe Dişlerine Sert Dolgu Kaynağı Yapılarak Aşınmalarının İncelenmesi, yüksek lisans tezi, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitim Anabilim Dalı, 93 s, Kütahya.
Korkut. M.H., 1991. Sürtünmeye Maruz Metalik Disklerin Aşınmış Bölgelerinde Dolgu Kaynak İşleminden Sonra Aşınma Özelliklerinin Değişiminin Deneysel Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 80 s, Elazığ.
Karaoğlu, Y., 2006. Bir Aşınma Test Cihazının Tasarımı Ve imalatı, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı, 82 s, Sakarya.
Korkut. M.H., 1997. Ferritik Paslanmaz Çeliklerin Mikroyapısı ve Aşınması Üzerine Karbür Yapıcı Elementlerin Etkilerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 118 s, Elazığ.
Karabaşoğlu, M., 2008. Aşınma Deney Cihazı Tasarımı Ve İmalatı, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi, 88 s, Sakarya. Soydaş, S., 2006. Üniversal Aşınma Test Cihazı Tasarımı Ve İmalatı, Yüksek Lisans tezi,
Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği, 73 s, Kocaeli.
Çakan, A., 2006. “AISI 1070 Çeliğinden Üretilen İşlemsiz, Yüzey İşlemli ve Sert Yüzey Kaplamalı Kesici Takımların Mekanik Özelliklerinin, Mikroyapı ve Kesme
Performanslarının İncelenmesi”, Doktora tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı, 125 s, Elazığ.
İpek, R. ve Karamış, M.B., 1999. Aşınma test yöntemleri ve gelişmeler, Mühendis ve Makine, 40-469, Ankara.
Silva, F.J.G., Casais, R.B., Martinho, R.P.ve Baptista, A.P.M 2011. Role of abrasive material on micro-abrasion wear tests, Wear 271: 2632–2639.
Ibánez, M.J., Gilabert, J., Vicent, M., Gómez, P. ve Munoz. D., 2009. Determination of the wear resistance of traditional ceramic materials by means of micro-abrasion technique, Wear 267: 2048–2054.
82
Sert. Y., 2007. Plazma Püskürtme Tekniği İle Kaplanmış Tekstil Parçasının Aşınma Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Seramik Müh, 117 s, Sakarya.
Tafralı. M., 2006. Tel Püskürtme İle Kaplamada Püskürtme Parametrelerinin Mikroyapı ve Gözenekliliğe Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 96 s, Ankara.
Geçkinli, E.A., 1992. İleri Teknoloji Malzemeleri, İTÜ Matbaası, 287 s, İstanbul.
Şahin. K., 1996. Isıl Püskürme Yöntemleri, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 45-54 s, Kocaeli.
Can, A., 2003. AISI 5140 Çeliğin Sermet,PVD ile TİAlN- CVD ile TİN Kaplanmış Kesici Uçlarla Tornalanmasında Kesme Değişkenleri, Kaplama Cinsi ve Takım Aşınmasının Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Deneysel İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi,Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı, 123 s, Ankara.
Şahin, Y., 2000. Talaş kaldırma prensipleri 1. Nobel Yayın Dağıtım, 196, 562 s. Ankara. Özdemir, Ö., İpek, M., Zeytin, S., 2000. Kesici Takım Malzemeleri. Mühendis ve
Makine Dergisi, 487, 11-20.
Çakır, M.C., 2006. Modern Talaşlı İmalatın Esasları. Nobel Yayın Dağıtımı, 993, 267 s, Ankara.
Yılmaz, E., 2010. Etial 180 Alüminyum Alaşımının İşlenmesinde Kesici Takım Geometrisi ve Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlüğüne Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı, 114 s, Isparta.
Aydemir, A.O., 2006. Torna ve Freze Tezgahlarında Bilgisayar Destekli Kesici Takım Seçimi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı, 94 s, Ankara.
Şahin, Y., 2003. “Talaş kaldırma prensipleri 1”, Gazi Kitapevi, 1-200 s, Ankara. William, S., 2001. Malzeme bilimi ve mühendisliği, literatür yayıncılık, İstanbul.
Cozza, RC ., Tanaka, D.K., Souza R.M., 2009. Fricttion coefficient and abrasive wear modes in ball-cratering conducted at constant normal force and constant pressure- preliminary results. Wear 267, 61-70.
83
Andreadea, M.F.C., Martinhob, R.P., Silvaa, F.J.G., Alexandrec, R.J.D., Baptista. A.P.M., 2009. Influence of the abrasive particles size in the micro-abrasion wear tests of TİAlSİN thin coatings. Waar 267, 12-18.
Batista, J.C.A., Godoy, C., Buono, V.T.L., Matthews, A., 2002. Characterisation of duplex and non-duplex (Ti,Al)N and Cr-N PVD coatings. Materials Science and Engineering, A336, 39-51.
Bouzakis, K.-D., Skordaris, G., Gerardis, S., Katirtzoglou, G., Makrimallakis, S., Pappa, M., LilI, E., M'Saoubi, R., 2009. Ambient and elevated temperature properties of TiN, TiAlN and TiSiN PVD films and their impact on the cutting performance of coated carbide tools. Surface & Coatings Technology, 204, 1061– 1065.
Chang, Y.Y., Wang, D.Y., Hung, C.Y., 2005. Structural and mechanical properties of nanolayered TiAlN/CrN coatings synthesized by a cathodic-arc deposition process. Surface & Coatings Technology, 200, 1702-1708.
Derflinger, V.H., Schütze, A., Ante, M., 2006. Mechanical and structural properties of various alloyed TiAlN-based hard coatings. Surface & Coatings Technology, 200, 4693–4700.
Ding, X.Z., Bui, C.T., Zeng, X.T., 2008. Abrasive wear resistance of Ti1−xAlxN hard coatings deposited by a vacuum arc system with lateral rotating cathodes. Surface & Coatings Technology, 203, 680–684.
Fox-Rabinovich, G.S., Kovalev, A.I., Aguirre, M.H., Beake, B.D., Yamamoto, K., Veldhuis, S.C., Endrino, J.L., Wainstein, D.L., Rashkovskiy, A.Y., 2009. Design and performance of AlTiN and TiAlCrN PVD coatings for machining of hard to cut materials. Surface and Coatings Technology, 204(4), 489-496.
Lin, J., Moore, J.J., Mishra, B., Pinkas, M., Zhang, X., Sproul, W.D., 2009. CrN/AlN superlattice coatings synthesized by pulsed closed field unbalanced magnetron sputtering with different CrN layer thicknesses. Thin Solid Films,517, 5798-5804. Nordin, M., Larsson, M., 1999. Deposition and characterization of multilayered PVD
TiN/CrN coatings on cemented carbide. Surface and Coatings Technology, 116- 119, 108-115.
Settineri, L., Faga, M.G., Gautier, G., Perucca, M., 2008. Evaluation of wear resistance of AlSiTiN and AlSiCrN nanocomposite coatings for cutting tools. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 57, 575–578.
84
Luo, Q., 2011. Temperature dependent friction and wear of magnetron sputtered coating TiAlN/VN, Wear, 271 , 2058– 2066.
Khrais, S.K. ve Lin, Y.J., 2006. Wear mechanisms and tool performance of TiAlN, PVD coated inserts during machining of AISI 4140 steel, Wear, 262, 64-69. URL-1, 2011. Http://Www.Prokap.Com.Tr/Plasmakaplama.Html, Prokap Makine.,
20.12.2011.
URL-2,2012.Http://Www.Bilesim.Com.Tr/Yazdir.Php?T=3&İd=1380&Sn=2,Bilişim Yayıncılık, Fuarcılık ve Tanıtım Hizmetleri A.Ş., 18.01.2012.
URL-3, 2010. http://eyupyaylaci.com/pvdfiziksel-buhar-biriktirme-yontemi, Fiziksel Buhar Biriktirme Yöntemi (PVD)., 25.01.2001.
URL-4, 2001. www.koumakina2001.8m.com, CNC de kesici takımlar ve kaplamalar., 04.04.2010.
ÖZGEÇMİŞ
Osman TEMİR 1979 yılında Çayhan’da doğdu. İlk ve orta öğrenimini Adana’da tamamladı. 2000 yılında lisans eğitimine başladığı Fırat üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi talaşlı üretim öğretmenliği bölümünden 2004 yılında mezun oldu. 2008 yılında polis memuru olarak göreve başladı. 2010 yılında Fırat üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalurji Eğitimi Anabilim Dalı Yüksek Lisans öğrenimine başlamıştır. Evli ve bir çocuk babasıdır.