Kobalt Esaslı Metalik Cam Kaplamaların Pnömatik Sıkıştırma Yöntemi ile Sentezlenmesi

Yıl 2016, Cilt: 16 Sayı: 3, 727 - 733, 31.12.2016

Ziya Özgür Yazıcı , Aytekin Hitit

Öz

Metalik camlar yüksek dayanım, sertlik ve korozyon direnci gibi üstün özelliklere sahiptirler. Fakat

metalik camların üretiminin zor olması ve yüksek saflıktaki bileşenlerin kullanımı nedeniyle maliyetleri

yüksektir. Bu sınırlamaya alternatif olarak metalik cam alaşımları kompozit bir malzeme bünyesine

yüzey kaplama elemanı olarak dahil edilirse, maliyet problemlerine çözüm sağlayabilecektir. Amorf

yapıya sahip bir kaplamanın üretimi düşünüldüğünde, hem hızlı soğutma koşullarını karşılayan hem de

kaplama malzemesini altlık yüzeyine yayabilen bir kaplama sistemine ihtiyaç duyulur. Bu çalışmada

küçük parçaların kaplanmasında kullanılabilen pnönatik destekli bir sıkıştırma aparatı tasarlanmıştır. Bu

yolla, sıvı haldeki bir alaşımın çarpma etkisi ile altlık yüzeyine sıkıştırılması ve hızlı bir şekilde

soğutulması eşzamanlı olarak sağlanmıştır. Bu kapsamda, 20-80 μm kalınlığında ve

Co43Cu1Fe20Ta5,5B26,5Si5 kompozisyonuna sahip amorf kaplamalar farklı metal altlık yüzeylerinde

üretilmiştir. Altlık yüzeyleri üzerindeki kaplama tabakalarının yapısal ve termal karakteristikleri XRD,

SEM ve DSC analizleri ile değerlendirilmiştir. Mikroyapısal analizler, nispeten daha kalın altlık malzemesi

kullanımının tamamen amorf kaplama tabakası elde etmede faydalı olduğunu, ince altlık malzemeleri

kullanıldığında ise kaplamanın arayüzey civarındaki belirli bir kısmının kristallenmesine neden olduğunu

göstermiştir. Altlık malzemelerine göre çok daha sert özellikteki yeni yüzeylerin sertlikleri yaklaşık 1000

Vickers sertlik değerlerinde ölçülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Metalik cam; Kaplama; Termal özellikler, Sertlik

Kaynakça

• Ashby, M.F., Greer, A.L., 2006, Metallic glasses as structural materials, Scripta Materialia, 54, 321-326
• Branagan, D.J., Swank, D.C., Haggard, D.C., Fincke, J.R., 2001, Wear resistant amorphous and nanocomposite steel coatings, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol.32A, October, 2615-2621
• Cheng, J.B., Liang, X.B., Xu B.S, Wu, Y.X., 2009, Formation and properties of Fe-based amorphous/nanocrystalline alloy coating prepared by wire arc spraying process, Journal of Non- Crystalline Solids, 355, 1673–1678
• Elliot R., 2013, Eutectic Solidification Processing: Crystalline and Glassy Alloys, Elsevier, 352-353
• Inoue, A., Shen, B.L.., Chang, C.T., 2006, Fe- and Cobased bulk glassy alloys with ultrahigh strength of over 4000 MPa, Intermetallics, 14, 936-944
• Joshi, S.S., Katakam, S., Arora H.S., Mukherjee, S., Dahotre, N.B., 2015, Amorphous Coatings and Surfaces on Structural Materials, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 41:1, 1-46, DOI:10.1080/10408436.2015.1053602
• Kim, H.J., Lim, K.M., Seong, G.G., Park, C.G., 2001, Amorphous phase formation of Zr-based alloy coating by HVOF spraying process, Journal of Materials Science, 36, 1, 49–54
• Kishitake, K., Era, H., Otsubo F.,1996, Thermal-sprayed Fe-10CM3P-7C amorphous coatings possessing excellent corrosion resistance, Journal of Thermal Spraying Technology, 5, 476–482
• Kobayashi, A., Yano, S., Kimura, H., Inoue, A., 2008, Mechanical property of Fe-base metallic glass coating formed by gas tunnel type plasma spraying, Surf. Coat. Technol. Vol. 202, 12, , 2513–2518
• Komaki M., Mimura T., Tsuji S., Amiya K., Saotome Y., Yamasaki T., 2012, Influence of Substrate Temperature on the Structure and Cohesive /Adhesive Strength of FeCoSiBNb Metallic Glass Coating Films Produced by Thermal Spraying, Materials Transactions, Vol. 53, No. 12, 215-2159
• Koutsky, J., 2004, High velocity oxy-fuel spraying, Journal of Materials Processing Technology. 157-158, 557–560
• Öztürk, P., Hitit, A., 2015, Effects of Tungsten and Boron Contents on Crystallization Temperature and Microhardness of Tungsten Based Metallic Glasses, Acta Metallurgical Sinica (Engl. Lett.), 28 (6), 733-738
• Pietrokowsky, P., 1963, Novel Mechanical Device for Producing Rapidly Cooled Metals and Alloys of Uniform Thickness, Rev. Sci. Instrum. 34, 445
• Shen, J., Chen, Q., Sun, J., Fan, H., Wang, G., 2005, Exceptionally high glass-forming ability of an FeCoCrMoCBY alloy, Applied Physics Letters, 86, 151907
• Terajima, T., Takeuchi, F., Nakata, K., Adachi, S., 2010, Composite coating containing WC/12Co cermet and Fe-based metallic glass deposited by high-velocity oxygen fuel spraying, Journal of Alloys and Compounds, 504, 1, 288-291
• Wang, W.H., 2012, The elastic properties, elastic models and elastic perspectives of metallis glasses, Progress in Materials Science, 57, 487-656
• Yazici, Z.O., Hitit, A., Yalcin, Y., Ozgul, M., 2016, Effects of Minor Cu and Si Additions on Glass Forming Ability and Mechanical Properties of Co-Fe-Ta-B Bulk Metallic Glass, Met. Mater. Int., Vol. 22, No. 1, pp. 50-57
• Yu, P., Chan, K.C., Xia, L., Yu, H.B., Bai, H.Y., 2009, Enhancement of Strength and Corrosion Resistance of Copper Wires by Metallic Glass Coating, Materials Transactions, Vol. 50, No. 10, pp. 2451 to 2454
• Zhang, T., Yang Q., Ji YF, Li R., Pang S., Wang, JF., Xu T., 2011, Centimeter-scale-diameter Co-based bulk metallic glasses with fracture strength exceeding 5000 MPa, Chinese Sci Bull December, Vol.56 No.36