AISI 4140 çeliği yüzeyine AlTiCrSiN, TiCrN Ve CrN kaplanması; sertlik, adezyon, sürtünme ve aşınma özelliklerinin incelenmesi

Islah çelikleri içinde bulunan AISI 4140 çeliği bileşiğinde bulundurduğu karbon miktarından dolayı yüksek bir sertliğe sahiptir. Bunun yanında diğer çeliklere göre daha iyi bir çekme mukavemetine ve ıslah edilerek sertleştirilmeye uygun çeliklerdendir. Yüksek sertlik değerlerine sahip bu çeliklerin kullanıldığı alanlar incelendiğinde krank mili, aks mili, kovan gibi sünekliliği yüksek olması gereken ve otomobil, uçak yapımı, ziraat makineleri, takım tezgâhları ve makine parçalarında kullanıldığı görülmektedir. Günümüzde bu çeliğin kullanımında en büyük engellerden birisi temas halinde olan yüzeyinin aşınması ve aşınmadan kaynaklı olarak yüzeyden kalkan tabaka nedeniyle malzeme kaybı oluşacak ve makine elemanı kullanılmaz hale gelecektir. Bu nedenle hem aşınma direncinin artırılması hem de mukavemet değerlerinin geliştirilmesi için, bu çelik yüzeyine çeşitli ısıl işlemler uygulanmaktadır. Teknolojik gelişmelerle birlikte elde edilmiş olunan çalışma sonuçları ve çeşitli yöntemler ile yüzey özellikleri geliştirilmeye ve verimli bir kullanım sunmaya çalışmaktadır. Malzemelerin yüzey özelliklerinin daha da geliştirilmesi için günümüzde vakum teknolojilerindeki gelişmeler sonucunda elde edilen vakum kaplama teknikleri alternatif yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yöntemlerden fiziksel buhar kaplama yöntemleri sanayide yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada geniş bir kullanım alanına sahip olan AISI 4140 çeliğinin uzun yıllardan beri kullanılan fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile yüzey üzerinde ince bir film oluşturularak sertlik, tribolojik ve aşınma dayanımı artırılmaya çalışılacaktır. Bu çalışmada, AISI 4140 çeliği üzerine AlTiCrSiN, TiCrN ve CrN kaplamaları uygulanmış ve bu kaplamaların sürtünme özellikleri, tribolojik özellikleri ve aşınma dayanıklılığı, ilgili deneyler aracılığıyla değerlendirilmiştir.

AISI 4140 steel, which is found in tempered steels, has a high hardness due to the amount of carbon it contains in its compound. In addition, it is one of the steels that has a better tensile strength than other steels and is suitable for hardening by reclamation. When the areas where these steels with high hardness values are used, it is seen that they are used in automobiles, aircraft construction, agricultural machinery, machine tools and machine parts, which need to have high ductility such as crankshaft, axle shaft, barrel. Today, one of the biggest obstacles in the use of this steel is the wear of the surface in contact and material loss will occur due to the layer shielded from the surface due to abrasion and the machine element will become unusable. For this reason, various heat treatments are applied to this steel surface in order to increase both wear resistance and improve strength values. With the results of the work obtained with technological developments and various methods, it tries to improve the surface properties and to offer an efficient use. In order to further improve the surface properties of materials, vacuum coating techniques obtained as a result of developments in vacuum technologies are an alternative method. Of these methods, physical vapor coating methods are widely used in industry. In this study, it will be tried to increase the hardness, tribological and abrasion resistance of AISI 4140 steel, which has a wide range of uses, by forming a thin film on the surface with the physical vapor deposition method used for many years. In this study, AlTiCrSiN, TiCrN and CrN coatings were applied on AISI 4140 steel and the friction properties, tribological properties and wear resistance of these coatings were evaluated through related experiments.