D2 Takım Çelik Üzerine Kaplanmış TiN Filmin Adezyon ve Yorulma Özelliklerinin Belirlenmesi

Takım malzemesinin işlenebilirliği o malzemenin çalışma ömrüne bağlıdır. Bu sebeple endüstride takım ömrünü artırmak için birçok işlem yapılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı malzemenin yüzeyini sert filmle kaplama işlemidir. Kaplanan filmin takım çeliğinin ömrünü artırabilmesi için taban malzeme ve film arasındaki adezyonun yüksek olması gerekmektedir. Sıçratma işlemi ile yapılan ince film kaplamalar, aşınma ve korozyon direncindeki gelişme, yüzey kalitesinin arttırılması, fonksiyonel özelliklerin zenginleştirilmesi ve kullanım ömrünün artması gibi üstün nitelikleri nedeniyle birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, D2 takım çeliğinin çalışma ömrünü artırmak için kaplanan TiN filmin adezyon ve yorulma ömrü incelenmiştir. TiN filmi 400°C taban malzeme sıcaklığında D2 takım çeliğinin üzerine sıçratma tekniği ile kaplanmıştır. Yapılan testler sonucu D2 çeliğine kaplanan TiN filminin ömrünün 1000 çevrimden daha fazla olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

TiN, takım çeliği, adezyon, yorulma

PDF

___

Azadi, M., Sabour Rouhaghdam, A., & Ahangaranic, S. (2016). "A Review on Titanium Nitride and Titanium Carbide Single and Multilayer Coatings Deposited by Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition", International Journal of Engineering, 29(5), 677-687. doi:10.5829/idosi.ije.2016.29.05b.12
Baran, Ö., Sukuroglu, E. E., Efeoglu, İ., & Totik, Y. (2016). "The investigation of adhesion and fatigue properties of TiN/TaN multilayer coatings", Journal of Adhesion Science and Technology, 30(20), 2188-2200. doi:10.1080/01694243.2016.1176662
Bhaduri, D., Ghosh, A., Gangopadhyay, S., & Paul, S. (2010). "Effect of target frequency, bias voltage and bias frequency on microstructure and mechanical properties of pulsed DC CFUBM sputtered TiN coating", Surface & Coatings Technology, 204(21-22), 3684-3697. doi:10.1016/j.surfcoat.2010.04.047
Carbonari, M. J., & Martinelli, J. R. (2001). "Effects of Hot Isostatic Pressure on Titanium Nitride Films Deposited by Physical Vapor Deposition", Materials Research, 4(3), 163-168.
Durusoy, H. Z., Duyar, Ö., Aydınlı, A., & Ay, F. (2003). "Influence of substrate temperature and bias voltage on the optical transmittance of TiN films", Vacuum, 70(1), 21-28. doi:10.1016/s0042-207x(02)00663-2
Efeoglu, I., & Arnell, R. D. (2000). "Multi-pass sub-critical load testing of titanium nitride coatings", Thin Solid Films, 377, 346-353. doi:10.1016/s0040-6090(00)01309-2Kaya, S., Yilmaz, E., Karacali, H., Cetinkaya, A. O., & Aktag, A. (2015). "Samarium oxide thin films deposited by reactive sputtering: Effects of sputtering power and substrate temperature on microstructure, morphology and electrical properties", Materials Science in Semiconductor Processing, 33, 42-48. doi:10.1016/j.mssp.2015.01.035
Kim, S. H., Park, H., Lee, K. H., Jee, S. H., Kim, D. J., Yoon, Y. S., & Chae, H. B. (2009). "Structure and mechanical properties of titanium nitride thin films grown by reactive pulsed laser deposition", Journal of Ceramic Processing Research, 10(1), 49-53. Retrieved from ://WOS:000264403500010
Li, X. Y., Li, H. J., Wang, Z. J., Xia, H., Xiong, Z. Y., Wang, J. X., & Yang, B. C. (2009). "Effect of substrate temperature on the structural and optical properties of ZnO and Al-doped ZnO thin films prepared by dc magnetron sputtering", Optics Communications, 282(2), 247-252. doi:10.1016/j.optcom.2008.10.003
Ohring, M. (2001). "Materials science of thin films (Second ed. ed.), Academic press.
Samani, M. K., Ding, X. Z., Khosravian, N., Amin-Ahmadi, B., Yi, Y., Chen, G.,Tay, B. K. (2015). "Thermal conductivity of titanium nitride/titanium aluminum nitride multilayer coatings deposited by lateral rotating cathode arc", Thin Solid Films, 578, 133-138. doi:10.1016/j.tsf.2015.02.032
Sun, N., Zhou, D., Shi, S., Liu, W., Zhao, X., Liu, F., Ali, F. (2019). "DC substrate bias enables preparation of superior-performance TiN electrode films over a wide process window", Materials Research Bulletin, 119. doi:10.1016/j.materresbull.2019.110575
Thornton, J. A. (1988). "Structure-Zone Models Of Thin Films "(Vol. 0821): SPIE.
Zhang, S. Y., & Zhu, W. G. (1993). "TiN Coatıng Of Tool Steels - A Revıew", Journal of Materials Processing Technology, 39(1-2), 165-177. doi:10.1016/0924-0136(93)90016-y