In this work, the wear test of uncoated, nitrided, chromium aluminum nitride coated AISI D2 cold work tool steel against silicon nitride ball realized at 0.1 m/s sliding speeds and under the loads of 2.5N, 5N and 10N.Steel samples were nitrided at 575 °C for 8 h in the first step of the coating process, and then chromium aluminum nitride coating was performed thermo-reactive deposition technique (TRD) in a powder mixture consisting of ferro-chromium, aluminum, ammonium chloride, alumina and naphthalene at 1000°C for 2 h. Nitro-chromized samples were characterized by X-Ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), micro-hardness and ball on disk wear tests. The coating layer formed on the AISI D2 steel was compact and homogeneous. The depth of the layer was 11,8±1,3m. The average hardness of the layer was 2067±160 HV0.01. The coefficient of friction of nitrochromized layer of AISI D2 steel against silicon nitride ball was changing between 0.153 and 0.446, and wear rate of the coating layer ranged from 1.59x10-4 mm3/m and 6.07x10-4mm3/m depending on applied load and sliding speeds. Sliding speeds of steels with chromium aluminum nitride coating process 2-4 times decreased. © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. Giriş
Bu çalışmada, kaplanmamış, nitrürlenmiş ve krom alüminyum nitrür (Cr-Al-N) kaplanmış AISI D2 çeliklerinin silisyum nitrür bilyeye karşı 0.1 m/s, hızda ve 2.5 N, 5 N ve 10 N yükler altında aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Çelik numuneler ilk olarak azot ve amonyak atmosfer içerisinde 8 saat boyunca 575°C’ de nitrürlenmiş; daha sonra krom alüminyum nitrür kaplama işlemi ferro krom, alüminyum, amonyum klorür ve alümina içeren toz karışımı içinde 1000°C’ de 2 saat süreyle termo-reaktif difüzyon (TRD) tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Çelik üzerine kaplanan krom alüminyum nitrür tabakalarının mikro yapısal incelemesi, faz analizi ve aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. AISI D2 çeliği üzerinde oluşan krom alüminyum nitrür tabakasının kalınlığı 11,8 ± 1,3 μm tespit edilmiştir. Kaplama tabakasının ortalama sertliği 2067±160HV0.01 olarak ölçülmüştür. Silisyum nitrür bilyeye karşı krom alüminyum nitrür kaplanmış AISI D2 çeliğinin sürtünme katsayısı 0.153 ile 0.446 arasında ve kaplama tabakasının uygulanan yüke bağlı olarak aşınma hızı 1.59x10-4 mm3/m ve 6.07x10-4 mm3/m arasında değişmektedir. Çeliklerin aşınma hızları krom alüminyum nitrür kaplama işlemi ile 2-4 kat azalmıştır
Primary Language | Turkish |
---|---|
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | December 1, 2014 |
Submission Date | August 8, 2015 |
Published in Issue | Year 2014 Volume: 14 Issue: 3 |