Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü’nden Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Levent Cenk Kumruoğlu, İngiltere’deki Sheffield Üniversitesi, Ukrayna Paton Elektrik Kaynak Enstitüsü ve Sakarya Üniversitesi’ nden araştırmacılar ortak çalışarak plazma elektrolizi yöntemiyle çeliği borla kaplayarak 10 kat sertleştirmeyi başardı. Özellikle makine endüstrisi için büyük önem taşıyan bu gelişme pek çok alanda kullanılabilecek bir teknoloji aslında.
Levent Cenk Kumruoğlu öncelikli olarak, krank, aks mili ve çubukları, makine çelikleri, yaylar, muhtelif dişliler gibi endüstriyel uygulamalarda geniş bir kullanım alanına sahip olan AISI 1040, 4140 çelikleri [7,85,86] ve özellikle son yıllarda kullanımı artan 1.2333 ile 1.2344 standardı ile anılan ve metal şekil verme preslerinde, kesme ve dövme kalıplarında kullanılan soğuk ve sıcak iş takım çeliklerinin [30,87] yüzeylerinin elektrolitik plazma teknolojisi (EPT) ile modifiye edilerek, yüzey sertliklerinin ve sertlik derinliklerinin kontrollü bir şekilde oluşturulması amaçlanmıştır. Son olarak 316 L paslanmaz çelik numunelerin yüzeyleri farklı kimyasal çözeltiler kullanılarak modifiye etti. Yaygın olarak kullanılan bu çeliklerin yüzey özelliklerinin uzun, sürekli, zahmetli ve ayrıca maliyetli olan geleneksel ısıl işlem yapmadan geliştirebilmek hedef olarak seçmiş.
Ukrayna ve İngiltere’de geliştirdikleri sistemleri Sakarya Üniversitesindeki Yüzey Teknolojileri Laboratuvarı’nda çok daha ileri seviyeye taşıdıklarını dile getiren Kumruoğlu, daha önce de benzer alanda pek çok yayını olduğunu belirtti.
Dünya rezervinin büyük kısmı ülkemizde olan bor elementiyle oldukça sert(mukavemetli ) yapılar oluşturulabileceğini belirten Kumruoğlu, bilim adamlarının son yıllarda bor kaplamalar üzerine yoğunlaştığına dikkati çekti.
Kumruoğlu şöyle konuştu: “Bizim de tercih ettiğimiz ‘plazma elektrolizi’ yöntemi var. Bu kaplama yöntemi, gerek soğuk bir elektrolit içerisinde olması gerekse son derece basit olması nedeniyle son derece rağbet görmektedir. Rus bilim adamlarının temellerini attığı bu teknolojide son yıllarda atak görmekteyiz.”
Elektrolitik Plazma Yöntemi – EPT’de genel olarak, bir tank içerisinde bekletilen elektrolit, pompalar ile nozula iletilmektedir Nozul paslanmaz çelikten imal edilmiştir ve etrafı teflon koruyucu ceket ile kapatılmıştır. Nozul çıkısına seramik bir bilezik yerleştirilmiştir, bu şekilde hem plazmanın nozulu ergitmesi önlenmiş hem de anot-katot arasında dielektrik bariyer sağlanmıştır. Anodik kutba bağlı olan nozul, katodik kutuplanan numuneye belirli bir mesafede yaklaştırılmaktadır. Anot ve katot arasındaki bu mesafe gap olarak tanımlanmıştır. Elektrolitin numune alt yüzeyine teması esnasında sisteme gerilim uygulandığında, numune yüzeyinde plazma oluşturularak hızlı bir şekilde ısıtma sağlanmaktadır.
BOMBARDIMANLA 20 MİKRON KAPLAMA DERİNLİĞİ ELDE ETTİLER
Bu yöntemi modifiye edip, teknik ve yöntem olarak geliştirdikten sonra Sakarya Üniversitesindeki Yüzey Teknolojileri Laboratuvarı’nda farklı türde çelikleri borla kapladıklarını aktaran Kumruoğlu, “Kaplamayı sulu bor çözeltisinde yapıyoruz. Isıtma işlemini sadece çeliğin yüzeyinde oluşturduğumuz plazma içinde gerçekleştiriyoruz. Yüksek gerilimle oluşturduğumuz bombardımanla çeliğin yüzeyine yaklaşık 20 mikron civarında bir kaplama derinliği oluşturuyoruz. Bu da muazzam bir bor kaplama derinliğidir” diye konuştu.
Daha önce de bor dışında; azot, oksijen ve karbonla da kaplama yaptıklarını ancak en önemli sonucu borla elde ettiklerini dile getiren Kumruoğlu, “Başlangıçtaki sertliği 150 HV olan çelik, 5 dakika süren işlemin ardından 1500 HV sertliğe ulaştı. Aşınma testlerinde(abrasion) de çeliğin aşınma direncinde yaklaşık 7 kat artış sağladık” dedi. Kumruoğlu’nun daha önce de diğer kaplamalara ilişkin araştırmaları var.
Üretilen numuneler kesme işlemine tabi tutulmadan önce, yüzeye X-ışını yollanarak yüzeyde ölçümler yapıldı. Rigaku XRD D/Max/2200/PC ve Siemens D5000 modelli X-ışını cihazları kullanıldı. Ayrıca yüzeye farklı açılarla da (Glancing Angle) X ışını gönderilerek incelemeler de yapılmışdı. Glancing angle ve detaylı X ışını ölçümleri ise İngiltere Sheffield Üniversitesi, Mühendislik Malzemeler departmanı Yüzey mühendisliği laboratuvarlarında yapıldı.
Cenk Kumruoğlu bu alanda çalışmalarına devam ediyor. Gerçek Bilim ekibi olarak, Türk bilim adamlarının gerçekten son yıllarda kayda değer çalışmalar yaptığını yabancı basında oldukça sık görsek de, özellikle ülkemizde yeterli önem verilmediğinin farkındayız. Gerçek Bilim Türkiye’ de bilim ateşini yakmak için çalışmalarına devam ediyor.
Cenk Kumruoğlu’nu ve çalışmada emeği geçen tüm bilim adamlarını kutlarız.
Kaynak : http://www.trthaber.com/haber/ekonomi/borla-kaplanan-celik-10-kat-daha-sertlesti-112408.html
https://docs.google.com/viewer?url=http://mit.imt.si/Revija/izvodi/mit133/kumruoglu.pdf
Fotoğraflar Cenk Kumruoğlu’nun izni ile yayınlanmıştır.
http://www.lkumruoglu.sakarya.edu.tr/tr
