Ray Bağlantı Elemanlarına Akımsız Ni-B Kaplama ve Isıl İşlem Uygulamaları

Abstract

Son yıllarda raylı sistem araçlarının hızı ve taşıdığı yük miktarları artmıştır. Bu durum kent içi ve yüksek hızlı tren hatlarının günümüz koşullarına uyumunu zorlaştırmaktadır. Bu amaçla ray bağlantı elemanlarının aşınma, korozyon ve yorulma dayanımlarının artırılması için genellikle Zn-Al kaplanarak kullanılmaktadır. Zn-Al kaplamanın yeterli sertlik ve aşınma direncine sahip olmaması, çinko banyolarının sürdürülebilir ve çevreci olmaması, homojen olmayan kaplama kalınlığı gibi nedenler Zn-Al kaplamayı dezavantajlı kılmaktadır. Bu çalışmada Zn-Al kaplamaya alternatif olarak, SKL14 gergi kıskaçları akımsız Ni-B kaplanmış ve ısıl işlem uygulanmıştır. Kaplama yüzeylerinin incelenmesinde, Zn-Al kaplama yüzeylerinde bazı çizik, çukur ve süreksizlikler gözlemlenmiş olup, Ni-B kaplama yüzeylerinde ise boşluk, gözenek, çizik, çukur, süreksizlik, akma, kabarma, pullanma, çatlama, kılcal kırılma vb. herhangi bir kusur gözlemlenmemiştir. Kaplamaların kesitten görünüşlerinin incelemesinde, Zn-Al kaplama kalınlığının homojen olmadığı ve kaplama kalınlığının ortalama yaklaşık 22,5µm olduğu, atma, kabuk, süreksizlik ile altlık malzemeye çok iyi yapışmadığı gözlemlenmiştir. Ni-B kaplamalarda atma, kabuklanma ve süreksizlik gözlemlenmemiş olup, homojen bir kaplama kalınlığı elde edilmiş ve altlık malzemeye çok iyi bir şekilde yapıştığı, kaplama kalınlıklarının yaklaşık ise 19,5 µm olduğu gözlemlenmiştir. Kaplama yüzeylerinin SEM analizi sonucunda, Zn-Al kaplama yüzeyinde pürüz, çatlak ve boşlukların olduğu heterojen bir yapı gözlemlenmiştir. Ni-B kaplamaların ise yüzeyde düzensiz, dokulu ve çok katmanlı küme oluşmasını sağlayan nodüllerden kaynaklanan karnabahar formu gözlemlenmiştir. Isıl işlem sonucu, tane boyutlarının küçüldüğü ve tane sınırlarının daha belirgin hale geldiği gözlemlenmiştir. Bu durum, ısıl işlemin kaplamanın sertlik ve aşınma direncini artırmasıyla açıklanmaktadır. Sonuç olarak, gergi kıskaçlarına Ni-B kaplama ve ısıl işlem başarılı bir şekilde uygulanmış olup, Zn-Al kaplamalara iyi bir alternatif oluşturmaktadır.