İnce sert kaplamalar, mekanik parçaların ve takımların ömrünü artırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kaplamaların yapısal ve mekanik özellikleri, kullanım ömrü üzerindeki en etkili faktörlerdir. Nitrür kaplamalar, üstün mekanik ve tribolojik özellikleri sebebiyle yaygın bir şekilde takım çeliklerine uygulanmaktadır. Özellikle geçiş metal nitrürlerinden olan, TiCN kaplamalar, yüksek sertlik ve iyi tokluk gibi olumlu özellikleri sergilemeleri nedeniyle takım ömrünü artırmak için takım çeliklerinde kullanılır. Bu nedenle, bu çalışmada, Ta ilave edilmiş TiCN kaplamalar, H13 takım çeliğinin ömrünü artırmak için kapalı alan dengesiz magnetron sıçratma (CFUBMS) sistemi ile kaplanmıştır. Bu sistemde bir Ta, bir Ti ve iki C hedef kullanılmıştır. Ar, N2 ve C2H2 gaz oranları sırasıyla 20 sccm, 5 sccm ve 5 sccm'de tutulmuştur. Ta, TiCN'yi ilave edilmeden önce; yapışmayı arttırmak için H13 takım çeliği üzerine Ti:TiN aratabaka büyütülmüştür. Proseste, Ta hedef akımı 0A, 3A ve 6A olarak değiştirilmiştir. Kaplamaların yapısal özellikleri SEM, XRD ve XPS ile belirlenmiştir. Kaplamaların mekanik özellikleri ise nanoindentasyon testi ile elde edilmiştir. TiCN filmlerde Ta elementinin eklenmesi ile filmlerin kalınlığında artma gözlemlenmiştir. Kaplama anında Ta hedef akımının artması kaplama oranının artmasına sebep olmuştur. Artan Ta akımı ile TiCN filmlerde C-C (sp3) miktarı artmıştır. Artan sp3 miktarı ile filmlerin sertliğinde artma meydana gelmiştir. Sonuçlar artan Ta miktarının, TiCN kaplamaların mekanik özelliklerini geliştirdiğini göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: CFUBMS, Ta, TiCN, XPS, Sertlik
|
