INVESTIGATION OF AL2O3 PARTICLE REINFORCED COMPOSITE COATINGS ON IF STEEL BY COLD SPRAY

Abstract

ABSTRACT

In this study, different composite materials were coated on IF-steel by low-pressure cold spray deposit method. Al2O3 particle reinforcement was used in all coating materials, and Al, Zn, Ni and Sn powders were used as coating matrix. The effect of coating matrix materials on the coating were investigated by keeping the production parameters constant. The mechanical properties of the coatings were determined by tree point bending, scratch, abrasion, and hardness measurement tests. Micro-level defects and structures were examined by Scanning Electron Microscope (SEM), Energy-Dispersive X-ray (EDX) and Optical analyses. All coatings were applied successfully, and the most significant defects occurred in the Ni-matrix coating. The hardness of the Ni matrix coating was the highest, but the wear resistance was measured in the Zn matrix coating the highest. The lowest hardness and wear resistance were measured in the Sn matrix coating. As a result of the bending test, distinct crack formations were observed in the Zn matrix coating, unlike the others. All the findings were explained by microstructural studies.

ÖZET

Bu çalışmada, IF-çeliği üzerine düşük basınçlı soğuk püskürtme birikimi yöntemi ile farklı malzemeleri kaplanmıştır. Tüm kaplama malzemelerinde partiel takviyesi olarak Al2O3 ve kaplama matrisi olarak Al, Zn, Ni ve Sn tozları kullanılmıştır. Üretim parametreleri sabit tutularak kaplama matrisi malzemesinin kaplama üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Kaplamaların mekanik özellikleri üç noktadan eğilme, çizilme, aşınma ve sertlik ölçüm testleri ile belirlenmiştir. Mikro düzeydeki kusurlar ve yapılar taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağıtıcı röntgen (EDX) ve Optik analizler ile incelenmiştir. Tüm kaplamalar başarıyla uygulanmış ve en önemli kusurlar Ni-matrisli kaplamada meydana gelmiştir. Ni matrisli kaplamanın sertliği en yüksek olurken, aşınma direnci en yüksek Zn matrisli kaplamada ölçülmüştür. En düşük sertlik ve aşınma direnci Sn matrisli kaplamada diğerlerinden farklı olarak belirgin çatlak oluşumları gözlemlenmiştir. Tüm bulgular mikroyapısal çalışmalarla açıklanmıştır.