BORLAMA LE YZEY SERTLETRME ALIMALARISleyman BATRKHava Harp Okulu, HUTEN Mdrl

Muzaffer ERTEN.T.. Makina Fakltesi, Gmsuyu/stanbul

ZET Borlama yntemi zellikle son yllarda aratrmaclarn ilgisini ekmekte ve bu konuda olduka youn ve ilgin aratrmalar yaplmaktadr. Bu almada, zet olarak borlama ynteminin yzey ilemleri arasndaki yeri ve borlama yntemleri tantlm, ardndan da borlama ile ilgili yaplan geni bir literatr taramas zet olarak sunulmutur. Sonu olarak yurtdnda olduka youn bir ekilde aratrma yaplan bu alanda lkemizde de yeni almalarn yaplmas gereklilii belirtilmitir. Anahtar Kelimeler: Borlama, yzey sertletirme, sl ilem

ABSTRACT Boroning method has attracted the attention of researchers especially in the recent years, and very intensive and interesting studies have been carried out in this subject. In this study, a summary of the place of boroning method in surface operations was introduced, and next, a brief review of the wide literature in boroning was presented. As a consequence, it was stressed that there is a need to carry out new studies in our country about the topic, which receives a lot of attention abroad. Keywords: Boroning, surface hardening, heat treatment

Giri

nemli uygulama ekilleri; baz zel alamlarda, yar iletkenlerin yapmnda, kataliz arac olarak, andrclarda, metaller ve seramiklerde, kompozitlerde glendirici, ayrca nkleer reaktrlerin konstrksiyonunda yksek-younluklu betona bir katk maddesi olarak, uranyum-grafit pillerinde bir kontrol arac olarak ntronlar absorblamak (bor elii veya B4C) eklindedir. Bor'un birok nemli bileikleri retilmekte ve eitli alanlarda kullanlmaktadr. Borlama ilemi, demir esasl malzemelere, demir d malzemelere ve toz metalurjisi ile retilen malzemelere ok geni bir alanda uygulanabilen bir termo-kimyasal yzey sertletirme ilemidir. Bu ilem ile yzeyde bor ve demir atomlarnn scakln etkisi ile kimyasal bileik oluturarak yzeyde FeB ve Fe2B tabakalarnn birinin veya her ikisinin ayn anda

B

or ve bileiklerinden faydalanlarak retilen rnlerle gnlk hayatn hemen her noktasnda karlamak mmkn

olmaktadr. Mutfak eyalarndan temizlik sektrne, ila sanayisinden endstrinin hemen hemen tm dallarnda bor ve bileikleri kullanlmaktadr. Genel olarak bor ve bileiklerinin en ok kullanld tketim alanlar cam yn, dier camlar, yaltm rnleri, atee dayankl eya, borosilikat camlar, sabun ve deterjanlar, porselen, emaye, sr (glazr), uak ve otomotiv endstrisi, tarm, metalurji, nkleer uygulama, inaat, tekstil, ila ve kozmetik, fotoraflk, yksek enerji yaktlar, elektrik aygtlar, refrakter, elektro kaplama banyolar, boyalardr. En ok kullanlan alan ise metal endstrisidir. Metalurjik reaksiyonlarda bir oksijen giderici ve gaz giderici olarak kullanlr. Borun dierMhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

57

olumas salanr. Oluan bu tabakalar malzemeye korozyon direnci ile birlikte, anmaya kar yzeyde yaklak 2100 Vickers deerinde sertlik kazandrmaktadr.

sunmu olduu imkanlar sayesinde ok deiik sl ilem yntemleri ortaya kmtr. rnein malzemenin btnnn kimyasal bileimini deitirmek mmkn olduu gibi, sadece yzeyinin kimyasal bileimini deitirmek te mmkndr.

Borlamann Isl lemler indeki YeriIsl ilem; metal ile malzemelerde kat halde scaklk deimeleri ile bir ya da birbirine bal birka ilemle, amaca uygun olarak malzemenin zelliklerini deitirme ilemi olarak tanmlanabilir. Isl ilem prosesi, paralarn belli bir scakla kadar stlmas, bu scaklkta uygun bir sre bekletilmesi ve belirli bir programa uygun olarak malzeme scaklnn oda scaklna drlmesi eklinde kademede gerekletirilir. zellikle ihtiyalar ve gelien teknolojinin

Malzeme yzeyinin sert ve anmaya dayankl, buna karlk i yapnn snek olmas arzu edildiinde sadece yzeyin sertletirilmesine gidilir. Bunun iin, yzeyde belli bir derinlie kadar sertleme salayan yntemler gelitirilmitir. Kimyasal-sl yntemler ad verilen sementasyon, nitrrasyon, karbonitrrasyon, metal olan ya da olmayan element ya da bileiklerin difzyonu gibi yntemlerle malzemenin i yapsnda bir deiim olmad halde yzeyinde istenilen sertlii oluturabilmek mmkndr. ekil 1'de sl ilem yntemleri ve eitleri gsterilmitir.

ISIL LEM YNTEMLER

ISIL YNTEMLER

KMYASAL-ISIL YNTEMLER

TERMOMEKANK YNTEMLER

TAVLAMA SERTLETRME MENEVLEME YALANDIRMA DERN SOUTMA

AMETAL DFZYONU

ISIL-MEKANK YNTEM MEKANK-ISIL YNTEM

METAL DFZYONU SEMENTASYON NTRRASYON BORLAMA DEKARBRASYON SLSYUMLAMA KARBONTRASYON

METAL-AMETAL DFZYONU

KATI ORTAMDA BORLAMA SIVI ORTAMDA BORLAMA GAZ ORTAMDA BORLAMA BOR YON AILAMA SAILMA VE YON KAPLAMA

ekil 1. Isl lem Yntemleri

58

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

Malzeme yzeyinin sertletirilmesinde; yzeye karbon verilerek sertletirme yaplabilir (sementasyonla yzey sertletirme) ya da yzeye sertlik arttrc element atomlar nfuz ettirilebilir (nitrrasyonla sertletirme, borlama). Ayrca; iyi sertleme kabiliyeti olan eliklerin yzeyinde, arzu edilen sertleme derinliine kadar olan ksm ostenitletirme scaklna kadar stlarak ve ardndan ani soutma ile bu blgenin sertletirilmesi de salanabilir (alevle ya da indksiyonla yzey sertletirme). Bu yntemlerin dnda yzeye elik bilyalar pskrterek, zel haddeleme yntemleri uygulayarak souk ekil deitirmeyle, metal pskrtme ya da elektro kaplama (kromlama) yntemleriyle yzeyde sert bir tabaka oluturmak da mmkndr.

ve deoksidanlardan (SiC, Al2O3) oluur. Aktivatrler borr tabakasnn dzenli gelimesine etki ederler. Dolgu malzemesi ve deoksidantlar ise borlama esnasnda oksijeni tutarak redkleyici bir ortam olutururlar ve borlama malzemesinin ana malzemeye yapmasn nlerler. Borlama ilemi esnasnda kullanlan yntem, borlama malzemesinin bileimi, borlanacak malzeme cinsi, ilem sresi ve ilem scakl elde edilen tabakaya etki eden faktrlerdir. Genel olarak elik borlama ortamnda 850 - 1000 C scaklkta 2-8 saat bekletilerek borlama gerekletirilir. Borlama drt ana grupta incelenmektedir. Bunlar; kat, sv, gaz ve pasta halinde bor verici gere (macun) ile yaplan borlama ortamlardr. Kat Ortamda Borlama Borlama ilemine tabi tutulacak para, toz halindeki bor verici ortam iinde genellikle 900-1000C scaklkta 4-10 saat bekletilerek borlama ilemi gerekletirilir. Bir tr kutu sementasyona benzeyen bu yntem, soy gaz atmosferinde yaplabilecei gibi sk kapatlm kutularda olmak art ile normal atmosferde de yaplabilir. Borlanacak yzeylerin etrafnda elde edilmek istenen borr tabakasnn zelliklerine gre tozlarn tane byklkleri 5-10 m olmaldr. Borlama ortamnn ana bileeni bor karbr (B4C), amorf bor ve ferro-bor olup bunlarn fiziksel zellikleri Tablo 1de verilmitir. B4C dierlerine gre ucuz olduundan tercih edilir. Ana borlayc kaynaa ilave olarak NH4Cl, BaF, NaBF4, NH4F, Na2CO3, KBF4 ve Na2AlF6 gibi aktivatrler kullanlr. Literatrde bulunan kat ortam borlama bileiklerine ait baz rnekler aada verilmitir.

Borlama lemi ile Yzey SertletirmeBorlama termokimyasal bir yzey sertletirme yntemi olup, esas olarak metal yzeyine bor atomu difzyonu olarak tanmlanabilir. [1] Borlama teknik olarak olduka gelitirilmitir. Bor atomlar s enerjisi etkisiyle metal yzeyine yaynrlar ve esas metal atomlaryla uygun borrler olutururlar. Ayn zamanda yaygn ekilde sert ve anma direnci fazla tabakalar elde etmede kullanlmtr. Bu ilem bor atomlarnn metalik malzemelerin yzeyinden ieriye doru difzyonu ile olmaktadr. nce tabakal Fe borr (Fe2B) faz zellikle endstriyel uygulamalar iin istenmektedir. Borlama ortam, bor kayna (amorf bor, B4C, Na2B4O7, B2H6,..), aktivatrler (KBF4, NH4F,..), dolguMhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

59

Tablo 1. Kat Ortam Borlamasnda Kullanlan Maddelerin Baz zellikleri [2].

Malzeme Amorf Bor Ferro-Bor Bor karbr

Molekl arl 10.82 55.29

TeorikBor Miktar (%) 95 - 97 17 - 19 77.28

Ergime Scakl (0C) 2050 2450

1. Ferrobor + %10-15 NBF6 [3] 2. %95 B4C + %5 NaF [4] 3. %33Amorf bor + %2 NH4Cl + %65Al2O3 [5] 4. %80 B4C + %20 Na2CO3 [6] 5. %98 B4C + %2 KBF [7] 6. %50Amorf bor + %1 NH4F.HF+% 49Al2O3 [8] 7. %(7.5-40) B4C + %(2.5-10) KBF4 + %(50-90) SiC [9] 8. %84 B4C + %16 Na2B4O7 [10] 9. %95Amorf bor + %5 KBF4 [11] 10. %20 B4C + %5 KBF4 + %75 Grafit [12] 11. %(40-80) B4C + %(20-60) Fe2O3 [6] 12. %100 B4C [13]

B4C, aktivatr olarak KBF4, deoksidant ve dolgu malzemesi olarak SiC kullanlmtr. Bu sayede tek fazl (Fe2B) borr tabakalar ya da FeB orannn nemli lde azald tabakalar elde edilmitir [14]. Kat borlamann avantajlar: Sistem ucuzdur. zel teknik gerektirmez. Kolay elde edilebilir. Toz terkibi deitirilebilir. Minimum ekipman ve dk maliyet olarak sralanabilir. Dezavantajlar: Yzeyde bor bileimi homojen deildir. 15

Borlama ilemi sonucu oluan Fe2B ve FeB fazlar arasndaki sl genleme farkllklar nedeni ile yzeyde atlamalar meydana gelir. Bu durum baz endstriyel uygulamalar iin borlamay kabul edilemez klar. Bu olumsuz etkiyi yok etmenin aresi oluan fazlardan birini azaltmak ya da ortadan kaldrmaktr. Bu faz FeB fazdr. Kat ortam borlamasnn kullanlmas bu sonucu mmkn hale getirmitir. H. P. Kehler tarafndan bor kayna olarak

Sv Ortamda Borlama Bor verici ortam svdr. Borlanacak malzeme, 800 - 1000 C scaklktaki bu ortamda 2 - 6 saat bekletilerek bor yaynm gerekletirilir. Banyonun esas bileenleri ve zellikleri Tablo 2' de verilmitir. Sv ortama elektrik akm (elektroliz) uygulanarak da borlama ilemi yaplabilir. Buna gre

Tablo 2. Sv Ortam Borlamasnda Kullanlan Ana Bor Kaynaklar Ve zellikleri

Malzeme Boraks Susuz Boraks Meta bor asidi Sodyum bor florid Borik oksit Bor karbr

Forml Na2B4O7.10H2O Na2B4O7 HBO2 NaBF4 B2O3 B4C

Molekl Arl 381.42 201.26 43.83 109.81 69.64 55.29

Teorik Bor Miktar (%) 11.35 21.50 24.69 9.85 31.07 78.28

Ergime scakl (0C) 741 450 2450

60

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

sv ortamdaki borlama elektroliz ve normal sv ortam borlamas" olmak zere ikiye ayrlr. Normal Sv Borlama Yntemi Ortamn esas bileeni borakstr. Aktivatr olarak B4C, SiC, Zr, B kullanlr. alma scakl 800 1000 C ve borlama sresi 2 - 6 saattir. Elektroliz Yntemi lem yksek scaklkta tuz banyosu olarak elektrolit kullanlp yaplan bir elektroliz uygulamasna benzer. Katot olarak i paras, anot olarak grafit kullanlr. Akm younluu 0.2-0.7 A/cm , gerilim 2-14 volt olarak uygulanr. lem 800 - 1000 C scaklkta 0.5 - 5 saat sreyle yaplr. Elektrolitin ana bileeni boraks ve borik asittir. Borik aside NaF, NaCl, NAH + B2O3 ; B2O3 + Na2CO3; Na2PO4, Na2SO4, NaOH ; B4C+B4C+NaCl ; B2O3 +MF, B2O3+MOH, B2O3+M2CO3 (M=Li, Na, K) gibi aktivatrler ilave edilir. Bu aktivatrlerden ayrca banyonun akkanln arttrmas istenir. Genel olarak her iki yntemin (normal sv, elektroliz) avantajlarn ve dezavantajlar aada verilmitir. Avantajlar: lem ucuzdur. Fazla ihtisas istemez.Tablo 3. Gaz Halindeki Borlayc Bileikler ve Baz zellikler2

Dezavantajlar: Yksek viskoziteli erimi boraksla 850 C nin altnda borlama yapmak kesinlikle imkanszdr. Bu scakln zerinde bile bor banyosu ierisindeki scakln eit dalmna ulamak ok zordur. zellikle kompleks paralarda bu farkl younluk akmlar bor tabakasnn farkl kalnlklarda olmasna neden olmaktadr. Sk bir ekilde yapm tuz tabakas i paralar zerinde oluur ve bu oluan tabakalarn borlama ilemi tamamlandktan sonra uzaklatrlmas maliyeti olduka arttrr. Byk boyutlu ve kompleks paralara uygulanamaz. Tesisat pahaldr (elektrolizde).

Gaz Ortam Borlamas Gaz ortam borlamasnda kullanlan maddelerin ou olduka hassastr. Bunlar; BFe3, BCl3, B2H6, (C2H3)3B dir. Bunlardan di boran (B2H6), H2 ile beraber uygulandnda ok olumlu sonular alnabilmektedir. Tablo 3 de gaz halindeki borlayc bileikler ve baz zellikleri verilmitir. Gaz ortamnda borlamann avantaj ve dezavantajlar incelenirse ;

Malzeme Bor triflorid Bor triklorid Bor tribromid Di - boron Bor trimetil Bor trietil

Forml BF3 BCl3 BBr3 B2H6 (CH3)3B (C2H5)3B

Molekl arl 67.82 117.9 250.57 26.69 55.92 98.01

Teorik Bor Miktar 15.95 9.23 4.32 39.08 19.35 11.04

Donma Noktas (0C) -128.8 -107.3 -46 -165.5 -161.5 -94

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

61

Avantajlar: Gaz sirklasyonunun bir sonucu olarak borun daha ok yaylmas, Kat borlama ilemine gre gelimi scaklk kararll ve elde etme kolayl. Dezavantajlar: Trimetil bor (Ch3)3B ise ;borlama ile birlikte C yaynmna da neden olarak tabaka kalitesini bozar. Tesisat pahaldr. Ortam zehirlidir. Patlama tehlikesi byktr. Bu dezavantajlar gaz ortamda borlama uygulamalarn snrlamaktadr. Pasta ile Borlama Kat ortam borlama ynteminde kullanlan tozlarn macun haline getirilerek kullanld borlama yntemidir. Bu yntemin en nemli avantaj ksmi borlama yaplabilmesidir. Macun eklindeki borlayc madde sertletirilmek istenen yzeye 2-5 mm kalnlkta srlr ve frnlanmadan nce kurumas salanr. Kurutma ileminden sonra macunlanm paralar frna konur ve uygun scaklkta borlama ilemi yaplr [16]. Bu yntemde borlamann mutlaka koruyucu gaz ortamnda yaplmas gerekir. Toz borlamaya gre ilem sresi olduka ksadr [17]. Borlama ileminden sonra numune zerine macunun yapmas bu yntemin nemli sakncasdr. Bu etkiyi azaltmak iin Konopelski ve Dibko tarafndan sulu sodyum silikat zeltisi

nerilmitir. Ayrca organik karakterli eitli zeltiler ve %3 polivinil alkol ya da %0.5 metil selloz ieren sulu zeltiler de sz edilen zorluu azaltrlar [14]. Borr Tabakasnn Fiziksel ve Kimyasal zellikleri Tabaka Kalnl Borlanan malzemenin cinsi, borlayc ortamn bileimi, ilem ekli, scaklk ve sre borr tabakasnn kalnlna etki eden faktrlerdir. Teorik olarak tabaka kalnl snrszdr. Bu durum ancak

ilem scakl ve sresinin artmasyla mmkndr. lem scaklnn Fe-B denge diyagramndaki tektik scakln (1149 oC) altnda olmas gerekir. Bu scakln zerindeki scaklklarda blgesel erimeler meydana gelerek malzeme yzeyini bozabilir [2]. Zaman faktr ise ekonomik adan belli bir deeri amayacaktr. ekil 2'de Ck 45 elii ve Ekabor-1 borlaycs kullanlarak yaplan almada tabaka kalnlnn zaman ve scaklkla deiimi grlmektedir. Borlama sonucunda yzeyde oluan bor tabakas di formunda olumaktadr. Oluan bu tabaka yzeyin kimyasal yapsnn scakln etkisi ile deimesi sonucu meydana gelmektedir. Yzeyde FeB ve Fe2B kimyasal yapsna sahip dili tabaka olumaktadr. Bazen FeB bazen Fe2B, bazen de her iki tabaka birlikte oluur. FeB faz Fe2B fazndan daha sert ve daha gevrektir. Tabaka kalnln snrlayan bir dier faktr de krlganlktr. Tabaka kalnl arttka krlganl da artaca iin zellikle ift fazl tabakalarda kalnln fazla olmamas gerekmektedir [18].Mhendis ve Makina

62

Cilt : 47 Say: 563

Maksimum tabaka kalnl

Ortalama tabaka kalnl

ekil 2. Ekabor-1 ile Borlanm Ck 45 eliinin Tabaka Kalnlnn Zaman ve Scaklkla Deiimi [5].

Tabaka kalnl (mm)

eliklerdeki alam elementi ve karbon miktarnn artmas ile bor difzyonu azalmaktadr. Bunun sonucu olarak borr tabakasnn hem kalnl azalmakta, hem de di eklindeki yaps dzlemektedir [2]. elik esasl malzemeler iin kullanm artlarna gre 20-200 m m tabaka kalnl uygundur. Krlganlk ynnden alaml eliklerde 100 mm, alamsz eliklerde 200 mm kalnla, hatta darbesiz anmaya maruz paralarda su vermemek kaydyla 400 mm kalnla klabilmektedir. Borlama scaklnn artmas tabaka kalnln arttrmasna ilaveten poroziteyi de arttrarak tabakann gevrekliine yol aar [19]. Sertlik Borlu tabakann zelliklerine ait almalar daha ok sertlik, anma ve korozyon zellikleri zerinde younlamaktadr. Borlamann en byk etkisiMhendis ve Makina Cilt : 47 Say: 563

sertlik zerine olup, ana malzeme cinsine ve yzeyde oluacak FeB ve Fe2B fazlarna baldr. FeB faz, Fe2B fazndan daha sert ve gevrektir. Borlama ile elde edilen sertlik; karbon eliklerinde 1800-2000 HV [20], alaml eliklerde 2500-2800 HV [21], titanyumda ise 3000 HV civarndadr [22]. Sertlik bakmndan borlu tabakann en nemli bir baka zellii de daha sonraki sl ilemlerde bu sertliini korumasdr. Borlu tabakann 900 C a kadar sertliini korumas, matris malzemesine yaplacak sl ilemler iin geni bir scaklk aralna izin verir. Borlama ilemi sonunda oluan tabakalarn zellikleri ana malzeme iindeki alam elementlerine bal olarak deimektedir. Tablo 4'te farkl malzemelerle oluturulabilecek bor tabakalarnn zelikleri verilmitir.

63

Borlanm elikler ile dier yntemlerle sertletirilmi malzemelerin sertlik karlatrlmalar Tablo 5'de grlmektedir. Tablo 5 incelendiinde, borlanm eliklerde elde

edilen yzey sertilkleri, dier yntemlerle kyaslandnda olduka yksek yzey sertlii deerleri elde edildii grlmektedir. ekil 3'de borlu ve sementasyonlu tabakalardaki sertlik dalmlar grlmektedir.

Tablo 4. Farkl Malzemelerle Oluturulan Bor Tabakalarnn Sertlikleri ve Erime Noktalar [23].

Malzeme Fe

Co

Co-27.5Cr

Ni

Mo W Ti Zr Re

Oluan Bileik FeB Fe2B CoB Co2B Co3B CoB Co2B Co4B Ni4B3 Ni2B Ni3B Mo2B MoB2 Mo2B4 W2B5 TiB TiB2 ZrB2 ReB

Sertlik (HV veya kgf/mm2) 1900-2100 1800-2000 1850 1500-1600 700-800 2200 1550 700-800 1600 1500 900 1660 2330 2400-2700 2600 2500 3370 2250 2700-2900

Ergime Noktas (oC) 1390 1390 1390 1390 1390 1390 1390 1390 1390 1390 1390 2000 2100 2100 2300 1900 2980 3040 2100

Tablo 5. Borlama ile Dier Yzey Sertletirme lemleri Sonucunda Oluan Sertlik Deerleri [23].

Malzeme Borlanm Yumuak elik Borlanm AISI H13 Kalp elii Borlanm AISI A2 elii Su verilmi elik Sertletirilmi ve Temperlenmi H13 Kalp elii Sertletirilmi ve Temperlenmi A2 Kalp elii Yksek Hz elii (HSS) BM42 Nitrrlenmi elik Karbrlenmi Dk Alam elii Sert Krom Kaplama Sinterlenmi Karbrler, WC+Co Al2O3+ZrO2 Seramik Al2O3+TiC+ZrO 2 Seramik Sialon Seramik TiN TiC SiC B4C Elmas

Mikrosertlik (HV veya kgf/mm2) 1600 1800 1900 900 540-600 630-700 900-910 650-1700 650-950 1000-1200 1160-1820 1483 1738 1569 2000 3500 4000 5000 >10000

64

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

Sertlik lmleri mikrosertlik yntemi ile vickers veya knoop ular kullanlarak yaplr [5]. lmlerde byk yklerin kullanlmas atlama ve dklme gibi nedenlerden dolay hatal sonulara neden olur. Ayrca byk ykler tabakann bozulmasna ve tabakann altndaki blgenin deformasyonuna neden olabilir. Genel olarak 50-100 gr 'lk yklerle lm yaplr [12].

Darbesiz yklemenin sz konusu olduu

derin

ekme kalplar, dili arklar, tekstil makinelerinde kullanlan ynlendirme tamburlar, abraziv anmaya maruz kalan uval doldurma nozullar, plastik enjeksiyon makinelerinin helezonlar gibi makine paralarnda borlanm yzeylerin dier ilemlerle elde edilenden ok yksek anma direncine sahip olduklar belirlenmitir.

HV0,1

Ancak bu yntem, zellikle doru tribolojik sistem seimleri yaplmad takdirde veya seilen sistemdeBorlanm

beklenen fonksiyona uygun borlama ilemi ve/veya uygun ek sl ilemler yaplmad taktirde sementasyon ve nitrrasyon ilemlerinden daha kt

Borlanm ve temperlenmi

sonular verebilir. [2]. Paslanmaz elik iin derin ekme kalb 60 HRC sertlik ve yzeyi 0.005 - 0.008 mm sert kromla kapl AISI A6 eliinden yapldnda tahrip olmadan 2000

Semente edilmi ve temperlenmi

Yzeyden mesafe (mm)

para, ayn elik yzeyi borland zaman ise 5000 para rettii belirtilmektedir. Baka aratrmaclar dk karbonlu eliklerin derin ekme ileminde kullanlan borlanm kalplarn mrlerinin, borlanmam kalplardan 85 defa daha fazla olduunu ileri srmlerdir [2]. Borun oksijene afinitesi fazla olduundan yzeyde koruyucu ince bir oksit filmi oluturmakta, bu oksit filmi yzey yalayc vazifesi grerek, srtnmeli anma esnasnda srtnme katsaysn drrken,

ekil 3. Borlu ve Sementasyonlu Tabakalardaki Sertlik Dalmlar [5]

Anma Srtnme katsays ve anma dayanm bir sistem zellii olmakla beraber, genellikle yksek anma direnci iin malzemenin daha sert ve srtnme katsaysnn mmkn olduu kadar dk olmas istenir. Borlama ile bu zellikler byk lde salanr. Borlanm yzeylerde teflona yakn bir srtnme katsays elde edilebilir.

Tablo 6. Baz Malzemelerin Srtnme Katsaylarnn Karlatrlmas [2].

MALZEME Dk karbonlu elik Takm elii WC + Co T/M malzeme

SRTNME KATSAYISI BORLU 0.17 - 0.19 0.07 - 0.04 0.1939 - 0.2335

BORSUZ 0.585 - 0.595 0.16 - 0.18 0.2617 - 0.2773

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

65

yzeylerin birbirine kaynamasn nler. Kaymal srtnmelerde aa kan s, semente edilmi tabakann yumuamasna neden olurken, borlu tabakaya etki etmez. Artk Gerilmeler Metallerde borlama ilemi sonras borr tabakasnda ve borr tabakas ana metal arasnda artk gerilmeler oluur. Malzemenin kimyasal bileimi, borlama artlar ve uygulanan sl ilemler artk gerilmelere etki eden faktrlerdir. Tabakann faz yaps (Tek fazl veya ift fazl) ve geometrisi de (dz veya girintili kntl) artk gerilmelerin oluumuna etki eder[2]. deal bir tabaka iin tek fazl ve tabaka geometrisinin di formunda olmas istenir. Artk gerilmeler, FeB, Fe2B ve ana malzemenin sl genleme katsaylarnn farkl olmasndan kaynaklanmaktadr. Tablo 7de borr tabakas ve saf demire ait sl genleme katsaylar verilmektedir.Tablo 7. Borr Tabakas ve Saf Demire Ait Isl Genleme Katsaylar [24]. ekil 4. Tek Fazl ve ift Fazl Borr Tabakasndaki Artk Gerilme Dalm [25]

artk gerilmeler azalmakta ve en yksek artk gerilmeler borlamadan sonra frnda soutma artlarnda gereklemektedir [25]. Korozyon Direnci Borr tabakasnn suya ve atmosfere kar korozyon direncinin dk olmasna karlk, baz asitlere ve sv metallere kar iyi bir diren gsterir. zellikle HCl, H2SO4 ve H3PO4 gibi asitlerle aluminyum, kurun ve inko gibi metallerin sv banyolarnda borlu malzemelerin korozyon direnci ift fazl borr tabakalarnda borlama sonras Fe2B'de basma, FeB'de artk ekme gerilmeleri oluur. Bu gerilmeler, tabakann atlamasna ve FeB faznn pullanarak dklmesine neden olur. Tek fazl ve ift fazl tabakalardaki artk gerilme dalm ekil 4de grlmektedir. Borlamadan sonraki uygulanan sl ilemler de artk gerilmelere etki etmektedir. Souma hz arttka Yksek kromlu eliklerde borlama ile koruyucu krom oksit yerine daha az koruyucu olan krom borr meydana gelir. Bu bakmdan yksek alaml malzemelerin borlanmasyla daha iyi korozyon zellii her zaman elde edilmeyebilir [2].Mhendis ve Makina Cilt : 47 Say: 563

ok yksektir. [5]. Borlanm ve borlanmam Ck 45 eliin baz asit ortamndaki korozyon direnci ekil 5de verilmitir.

66

uygulanamamaktadr [2]. Bahsedilen malzemelerin borlama ilemleri demir esasl malzemelerin borlanmasndan farkl deildir [2]. Genel olarak Borlama ileminin avantajlarn aadaki ekilde sralamak mmkndr [23]: zellikle nitrrleme ile karlatrldnda borlanm tabakalarn sertlii yksek scakllarda da korunmaktadr, Bu yntemle ok geni bir aralktaki elikler borlanabilmektedir,ekil 5. Ck 45 eliinin 56oC'de, Baz Asitlere Kar Korozyon Direnci [5].

-

Borlanm yzeyler 850 C'ye kadar oksitlenme direncine sahiptir,

Borlanabilen Malzemeler Btn demir-karbon esasl malzemeler, rnein yap elikleri, sementasyon elikleri, slah elikleri, takm elikleri, elik dkm, gri dkme demir dnda gerek toz, gerekse dier yntemlerle retilen btn ferro alamlara uygulanabilmektedir. Refrakter metaller (W, Ta, Mo, Zr, Hf, Nb), karbrler (zellikle Co ile bal WC) ve Ni esasl alamlara baarl bir ekilde uygulanarak zel yapda borlu tabakalar elde edilebilmektedir. Ti ve Ti esasl alamlara bor yaynm ile anmaya dayankl TiB2 tabakas elde edilebilmektedir [26]. Titanyum ve titanyum alamlarnn borlanmas 1000-1200 C arasndaki scaklklarda yaplmaldr. Titanyum ve refrakter metaller zerinde oluan borr tabakasnn sertlik deeri nikel ve kobalt zerinde oluan tabakaya gre ok yksektir [23]. Borlama yeni gelitirilen yntemlerle Cu ve alamlarna da uygulanabilmektedir. Fakat dk ergime scaklna sahip Zn ve AlMhendis ve Makina

-

Borlanm malzemeler, oksitlenme ve korozyon ortam altnda yksek yorulma dayanm ve servis mrne sahiptir. Borlamann dezavantajlar ise [23]: Gaz karbrleme ve plazma nitrrleme ilemi ile kyas edildiinde, esnek olmamas ve youn

-

iilik gerektirmesi bu yntemin daha pahal olduunu ortaya karmaktadr, Borlama sonucu oluan hacimsel byme, tabaka kalnlnn yzde 5 ila 25'i arasnda deimektedir. (rnein 25 m kalnlndaki bir tabakada 1.25 ila 6.25 m kalnlnda byme olumaktadr.) Bu bymenin deeri temel malzeme kompozisyonuna baldr ve belirli bir malzeme kombinasyonu ve yzey sertletirme prosesi iin sabit kalmaktadr. Borlanm malzeme yzeyinden hassas ileme gerektiinde, bu sadece elmas lepleme ile yaplabilmekte, nk konvansiyonel talama

Cilt : 47 Say: 563

67

yntemleri borlanm tabakalarn atlamasna yol aabilmektedir, ou eliin borlanmasnda korozyon-yorulma dayanmnda artma gzlenmesine ramen, eilme-yorulma dayanmnda ok az bir ykselme salanmaktadr, Genel olarak, borlanm elik alamlarnn karbrlenmi ve nitrrlenmi eliklere gre dnmeye alan ve noktasal yorulmaya alan paralarn dayanmlarnn dk olduu gzlenmitir. Bu sebeple dililerin ve vidalarn borlanmas olduka snrldr. ounlukla borlamadan sonra borlanm tabakalarn btnln korumak iin takmlar temperlemek ve sertletirmek gerekebilir.

zellikle de Rusya'da sv ortamda borlama uygulanmaktadr. Gaz reaktif ortamda borlama ile ilgili Hegewaldt ve di. [28], alamsz elikleri 650C de gaz ortamda borladklarn ve olumlu sonu aldklarn bildirmektedirler. Bindal [29], borlama sresi ve krom miktarna bal olarak, krom borrler tespit etmitir ve kromun ok fazla olmasa bile, krlma tokluunu drdn belirlemitir. Eyre [30], karbrleme ve borlama ilemi uygulanm malzemelerin anma davranlarn karlatrm ve borlamann karbrlemeye gre zellikle gei blgesi zerindeki yklemelerde adhezif anma dayanm asndan ok daha iyi sonular verdiini ve bu zellii yksek scaklklarda dahi muhafaza ettiini belirlemitir. Hunger ve dierleri [31], deiik scaklklarda yapt anma testleri sonucunda, borlanm yzeylerin zellikle yksek scaklklarda, karbrlenmi ve nitrrlenmi yzeylerden ok daha iyi anma dayanm gsterdiini belirlemitir. Genel ve dierleri [32] AISI W1 eliini 1-8 saat aralnda Ekabor-I bileikleri kullanarak borlama ilemine tabi tutmular ve yzey sertliklerini lmlerdir. Sonu olarak borlanmam eliklerde yzey sertlii 260 HV olmasna karlk borlanm AISI W1 eliinde 1690-1800 HV olduu grlmtr. Ayrca bor tabakasnn sertlii 950C'ye

Borlama ile lgili Yaplm almalarYzeyin kimyasal bileimini deitirmek suretiyle yaplan yzey sertletirme ilemleri, kat, sv veya gaz faznda bulunan elementlerin yksek scaklkta malzeme yzeyine yayndrlmas esasna dayanr. Budisnski [27], yaynma ilemlerini deiik alardan karlatrmtr. Borlama ilemi sonucunda, nitrrleme ve karbrleme gibi klasik yaynma ilemlerine gre olduka yksek yzey sertlii elde edilmektedir. Ancak borlama ilemi, nitrrlemeye gre olduka yksek bir scaklkta gerekletirilmektedir. Bat Avrupa'da, zellikle Almanya'da kat ortamda borlama ilemi tercih edilmekte ve yaygn olarak kullanlmakta iken, Dou Avrupa lkelerinde,

kadar borlama scaklna bal olarak azalan oranda artmaktadr. Bu scakln proses zaman 6 saati gemedii durumda optimum scaklk olduu daMhendis ve Makina Cilt : 47 Say: 563

68

belirlenmitir. Ayrca tabaka kalnln proses zaman ve scaklna bal olarak belirlemek zere bir ampirik forml elde edilmitir. M.Kulka ve A. Pertek [33] krom ve nikel esasl dk karbonlu eliklerde borlama yapm ve karbon miktarnn anma dayanmna etkilerini incelemilerdir. Deneyler sonucunda karbon miktar, %1.2 den dk eliklerde anma dayanmnn en yksek seviyeye geldiini grmlerdir. K. Genel ve dierleri [34], borlama yaplm AISI W1 eliinin bor tabakas, sertlik ve borlama prosesi parametrelerinin yapay sinir alar ile tahmin edilebilirliini incelemiler ve %95 orannda doru sonular elde etmilerdir. K.-T. Rie [35], plazma difzyon proseslerindeki son gelimeleri inceledii almasnda; 750 Cde BC3 bileiklerini kullanarak plazma (iyon) borrleme yapm ve 20-30 m kalnlnda ve 1500 kg mm-2 sertliinde tabakalar elde etmi, bu yntem ile otomobillerde kullanlan ya pompas dililerinin sertletirilebileceini belirtmitir. J.A. Davis ve dierleri [36], demir ve AISI M2 eliini iyon implentasyonu ile borlamlar ve bunlarn anma karakteristiklerini incelemilerdir. Demir iin 600 C, M2 elii iin de 700 C scaklkta yaplan iyon implentasyonunun anmaya dayankl bir tabaka elde etmek iin yeterli olduunu gstermilerdir. K.S. Nam ve dierleri [37], dk karbonlu

eliklerde plazma borlamann etkilerini incelemiler ve borlanm tabaka oluum hznn ve sertliin klasik borlamaya gre daha dk olduunu belirlemilerdir. P.J. Wilbur ve dierleri [38], iyon borlanm demir disklerin karakteristiklerini incelemi ve 900 C de oluan -Fe matrisindeki Fe 2 B bileiklerinin anmaya en dayankl yzeyleri oluturduunu belirlemilerdir. P.X. Yan ve dierleri [39], C45 eliine borlama ve N+ iyon implentasyonu uygulamlardr. Bu ilem sonucunda bor tabakasnn krlganlnn azaltlabilecei ve zelliklerinin arttrlabilecei grlmtr. L.G. Yu ve dierleri [40], yumuak elikleri plazma sinterleme teknii ile 700-1000 C aralnda 30 dk ile borlamlardr. Mikroyap analizi sonucunda 700 C'de yaplan borlamada 2-5 m bor tabakas kalnl olutuu grlmtr. Bu tabakann genel olarak Fe2B bileiinden olutuu grlmtr. R. Iakovou ve dierleri [41], takm eliklerini plazma aktarml ark (plasma transferred arc) yntemi ile borlamlar ve bu yntemin anma dayanmna etkilerini incelemilerdir. Sonu olarak bu yntemin 1.5 mm kalnlnda ve 1000-1300 HV sertliinde niform alamlanm tabakalar oluturulmas iin kolay ve etkili bir yntem olduunu belirlemilerdir. Borlanm tabakalarn mikroyaplarna bakldnda Fe 2 B tabakas, borid ve martenzitin tektik karmndan olutuu gzlenmitir. tektik blgede

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

69

baz atlaklar grlmesine ramen bunun kaplamann adezyon anmasna kar direnci zerinde ok etkili olmadn grmlerdir. Anma testi iin kullanlan disk zerindeki pimin anma oran uygulanan yke bal olarak deimekle beraber kayma hzndan hemen hemen bamsz olduu grlmtr. Anma orannn 0.13 ila 0.23 arasnda deien srtnme katsaysna, srtnme katsaysnn da bor ve oksit tabakasna bal olduu grlmtr. L. Bourithis ve dierleri [42] de plazma aktarml ark yntemini kullanarak AISI 1018 eliini bor ve kromdiborit tozlar kullanarak borlamlardr. Bu alma sonucunda; bor tabakalarnn Bor veya Kromdiborit tozlar kullanlarak plazma aktarml ark yntemiyle elde edilebileceini, kaplama kalnlnn 1-1.5 mm kalnlnda, sertliin de bor tozlar iin 1000 ila 1300 HV aralnda deitiini, Kromdiborit tozlar iin de 900 HV deerinde olduunu, bor tozlar ile borlanm yzeylerin srtnme katsaylarnn uygulanan yke gre 0.8 ila 0.2 arasnda deitiini, Kromdiborit tozlar ile borlanm yzeylerin srtnme katsaylarnn uygulanan yke ok fazla bal olmadn ve 0.15'ten dk deerde olduunu, anma hznn her iki yntem iin de 10-15 mm3/m gibi ok dk bir deerde olduunu gstermilerdir. 1975 ylnda ferrobor alamlarnn stn manyetik zelliklerinin bulunmas, bu alamlarn elektrik sektrnde byk kullanm alan bulmasna neden olmutur. zellikle %3 B, %5 Si ieren demir esasl alamlarn, amorf metal (metalik cam) olarak sac haline getirilerek trafolarda kullanlabilmesi, konvensiyonel tane

ynlenmi silisyumlu saclara gre 1/3 orannda ekirdek kayplarn azaltmtr [43]. Alaml eliklerdeki borlu tabaka, kafesteki Fe atomunun yerini alan alam elementlerini de ierebilmektedir [7]. Bu tr elikler FeB ve Fe2B bileiklerinin yannda, alam elementlerine bal olarak Cr2B, CoB, CoB2, TiB2, NiB2 ve kafes parametresi 10.6 20.02 A olan kbik yapl M23(B,C)6 (M=Metal) bileiklerini de ierirler. Bor ayn zamanda elik ierisinde bulunan V4C3, NbC gibi karbrlerle de eriyik halde bulunabilir. Ni ve Cr, Fe2B' de Fe atomlarnn yerini alarak erir [44]. W. Muhammad ve dierleri [45], INCONEL 722 Speralamn kat borlama ile borlamlar ve bor tabakas kalnl ile sl ilem uygulanm ve ek olarak yalandrlm INCONEL 722 speralamnn yzey sertliini ve anma dayanmlarn aratrmlardr. 20x4x4 mm boyutlarndaki numune, ncelikle 1035o

C'de 30 dakika sl ileme tabi tutulmu ve ardndan

havada soutulmutur. Bir dier numune de bu sl ileme ek olarak 730 oC'de 18 saat yalandrlm ve havada soutulmutur. Isl ilem sonunda elde edilen yzey sertlii 189 HV, sl ileme ek olarak yalandrma sonucunda elde edilen yzey sertlii ise 331 HV olarak bulunmutur. Bu lmler 10 saniye sresince 200 g yk uygulanmak suretiyle elde edilmitir. Bu numunelere daha sonra argon atmosferinde, 900oC'de 10 saat sresince %50 B4C, %45 SiC ve %5 KBF4'ten oluan karm ile kat borlama uygulanmtr. Bu ilemler sonucunda sadece sl ilem uygulanm numune iin bor tabakas kalnl 51 m, sl ilem ve yalandrma uygulanm numune iin bor tabakas kalnl 57 m olarakMhendis ve Makina

70

Cilt : 47 Say: 563

llmtr. Yzey sertlii deerleri iin ise sl ilem uygulanm numunede 189 HV sertlii 1187 HV'ye ve sl ileme ek olarak yalandrma uygulanan numunede ise 331 HV'den 1097 HV'ye kt grlmtr. Sonu olarak, sadece sl ilem grm numunelerde yzey sertliinin sl ilem ve yalandrma yaplm numunelere gre daha fazla olduu, ayrca sl ilem ve yalandrma yaplm numunelerde yzey tabakas kalnlnn daha fazla olduu ve sadece sl ilem yaplm numunelerin anma dayanmlarnn sl ilem ve yalandrma yaplm numunelere gre daha fazla olduu grlmtr. Andrej Salak ve dierleri [46], toz metalurjisi malzemeleri sinter borlama ile ilgili yeni bir yntem gelitirmilerdir. Bylece manganez temelli bor aktivatrler kullanarak toz metalurjisi malzemeleri e zamanl olarak sinterlemi ve borlamlardr. Karbon elii ile Ni-Mo ve Ni-Cu-Mo alaml elik paralar hazrlanarak borlama tozlar (ana element olarak demir bor (ferrobor), aktivatr olarak demir mangan (ferromangan) ve alminyum-oksit) ile birlikte 650 C'de ve ardndan 1120 C'de 1 saat sreyle sinterlenmilerdir. Bu ilem sonunda borlanm eliklerin 40 ila 180 m kalnlk ve 1110 ila 1370 HV sertliinde bor tabakalarna sahip olduu grlmtr. W.D. Man ve dierleri [47], kobalt eklenmi tungsten karbr (WC-Co) malzemelere CVD yntemiyle elmas kaplama ilemine bir n hazrlk ilemi olarak H2-CH4 gaz karmn Mikrodalga CVD kullanarak H2-NH3-B2O3 plazma oluturmular ve boro-nitrrleme ilemi uygulamlardr. Bu ilem sonucunda; 800o o o

edilmitir. Bu elmas filmin kalitesinin dier konvansiyonel yntemlerle elde edilenlerden daha iyi olduu grlmtr. Sinterlenmi karbrn, H2-B2O3 ortamna NH3 ilave edilmesiyle, plazma tarafndan oluturulan olumsuz etkiden korunduu grlmtr. Plazma boro-nitrrleme, kobaltn malzeme yzeyindeki aktivasyonunu pasifize ettii, bylece kobaltn malzeme iinde karbon grafitlerinin olumasn salayan etkisini azaltt grlmtr. P. Gopalakrishnan ve dierleri [48], orta karbonlu elikleri srekli ve aralkl olarak borlamlar, sonular karlatrmlardr. Deney numunesi olarak %0.45 C, %0.2 Si, %0.7 Mn, %0.05 S ve %0.05 P dan oluan orta karbonlu elik kullanlmtr. Borlama yntemi olarak da kat ve elektroliz yntemiyle borlama yntemleri kullanlmtr. Numuneler 950 oC'de 4 saat sreyle srekli olarak kat ve elektroliz borlama yntemiyle borlanmlar ve daha sonra havada soutulmulardr. Aralkl borlamada ise, numuneler 1 saat sreyle 950oC'de borlanmlar, daha sonra 600oC'ye kadar havada soutulmular ve tekrar 1'er saatlik srelerle borlanmlardr. Bu ilem drt defa kat ve elektroliz ile borlama yntemi iin tekrarlanmtr. Yaplan deneyler sonucunda; aralkl borlama ile mikroyap morfolojisinde, artk gerilme dalmnda, tokluk ve krlganlk gibi mekanik zelliklerde daha iyi sonular vermi, yzey sertlii ise srekli borlamaya gre daha dk kmtr. Bu alma sonucunda; ferroboron ve ferrosilikon gibi dk maliyetli malzemeler kullanlarak bir maliyet-etkin borlama yntemi gelitirilmi, yksek mikroyap, mekanik zellikler ve korozyon dayanml yzey oluturan aralkl borlama yntemi gelitirilmi, aralkl borlama ile srekli borlamaya gre bor tabakas ierisinde daha az

C'de 2 saatlik plazma boro-

nitrrleme ile WC-Co malzemede elmas film eldeMhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

71

atlaklar olutuu gzlenmi ve bylece aralkl borlama ile krlganln azaltlabilecei belirlenmi ve aralk borlama ile yksek korozyon direnci oluturulabilecei belirlenmitir. C.L. Ge ve R.C. Ye [49], kendi kendine yaynan tektik borlama zerine aratrmalar yapmlardr. almalarnda C45, 40 Cr ve T10 eliklerini, borlama iin de boron-karbr (B4C) kullanmlardr. Yaplan almalar sonucunda, tektik veya hipotektik yapya sahip bor tabakalarnn malzeme yzeyinde kendi kendine yaynma sonucunda olutuu gzlenmitir. Bor tabakasnda baz Fe2B ve Fe23(C,B)6 fazlarna ek olarak genelde -Fe ve Fe3(C,B) fazlarnn olutuu gzlenmitir. N. Uzunov ve R. Ivanov [50], karbon ve alam eliklerine deiik bor bileimi toz karmlaryla 887C'de 6 saat sreyle borlama yapmlar ve tabaka kalnl ile yzeyde oluan sertliklerin incelemesini yapmlardr. Sonu olarak, bor atomlarnn elik yzeyine difzyonu boronflorit ve BF3 bileiinin yardmyla olutuu, bor tabakasna ait tabaka kalnl, sertlik, faz kompozisyonu, yzey temizlii gibi zellikler dikkate alndnda bor oluturucu aktivatr olarak en iyi kombinasyonun (NH4)2O-4BF3 karmnn olduu, bu karmn dk karbonlu ve dk alaml elikler iin uygun olduu grlmtr. L.Lin ve K. Han [51], elikleri alev spreyle kaplama yapm ardnda da borlama yaparak mekanik zelliklerdeki deiimi incelemilerdir. Sertlik asndan incelendiinde Fe esasl kaplamann Ni esasl kaplamaya gre daha yksek sertlie ulat grlmtr. Co esasl kaplamann ardndan yaplan

borlama ile dier btn kaplamalara nazaran en yksek sertlik elde edilmitir. A3 eliinin Fe esasl toz ile kaplanmasnn ardndan yaplan borlama sonrasndaki anma, C1045 eliindeki anmadan daha yksek bulunmutur. Bunun yannda A3 eliinde kaplama ve borlama yaptktan sonra normalde dk olan korozyon dayanmnn mkemmel seviyeye kt grlmtr.

SonuYukarda belirtildii zere, dnyada borlamann deiik yntemleri zerinde zellikle son yllarda artan bir ekilde aratrmalar yaplmaktadr. Cevher olarak dnya bor rezervinin yaklak %63'ne sahip olan lkemizde ise borlama ileminin teknolojik

altyapsn oluturan aratrmalarn olduka az olduu gzlenmektedir. zellikle ileri malzeme biliminin ilgi alanna giren ve uydu ve uzay almalarnda da gerek malzeme, gerekse de yakt olarak geni bir kullanm yelpazesi olan bor ve bor bileikleri ile ilgili aratrmalarn artmas gerektii deerlendirilmektedir.

Kaynaka1. Sarper, S.S.,"Borlamann Demir Esasl T/M Paralarn Fiziksel ve Mekanik zelliklerine Etkisi", Doktora Tezi, CB, Fen Bilimleri Enstits, Manisa,Aralk 2004. 2. Bozkurt, N., Bor Yaynmyla eliklerde Yzey Sertletirme Doktora Tezi, stanbul, 1984 3. Venkatasubramanian, S.R., Iyer, K.J.L., Boronizing of Steel, ToolAlloy Steel Vol 11 453 455 p., 1977 4. Alimov, Y.U.A., Distrubitiyon Between the Diffusion Layers of Borided KhVG Type High Carbon Steels Met.Abst.Sept.1975 .T.., Fen Bil. Enst.,

72

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

5. Matuschka, A.G., Boronizing Carl Hanser Verlag Mnchen, 1980 6. Yakhnina, V.D., Kozlov, A.M., Luk'yanitsa, A.., Physicochemical Characteristics of Powder Boronizing Sov. Powder Metall. Met. Ceram., Vol18 237 240 p., 1979 7. Epik, A.P., VI. Borid Coatings, Protective Coatings on Metals Vol.2, Consultants Bureau, New York, 1970 8. Singhal, S.C., A Hard Diffusion Boride Coating for Ferro Materials, Thin Solid Films Vol 45 321 329p., 1977 9. Badini, C., Gianoglio, C., Paradelli, G.The Effects of Carbon, Chromium and Nickel on the Hardness of Borided Layers Surfaces and Coatings Tech., 30: 157170, 1987 10. Vasil'eva, E.V., Yukov, I.I., Urlapov,A.M., Mel'nichuk, G.A., Structure and Properties of Borided Chromium Stainless Steel Met.Sci. Heat Treat., Vol 27 391 394 p., 1985 11. Knotek, O., Lugscheider, E., Leuschen, K., Surface Layers on Cobalt Base Alloys by Boron Diffusion, Thin Solid Films Vol 45 331 339 p., 1977 12. zsoy, A., eliin Borlanmasnda Borr Tabakas, Gei Zonu ve Ana Matriksin zelliklerinin yiletirilmesi Doktora tezi, Anadolu niversitesi, Fen Bil. Enst., Eskiehir, 1996

17. Kunst, H., Schaaber, O., Beobachtungen Beim Oberflchen Borieren Von Stahl III HTM.22 Heft Vol 4 275 292 p., 1967 18. Fichtl, W., Boronizing and its Practical Applicatiyon Materials in Engineering, 2:276-286, 1981 19. Seluk, B., Borlanm AISI 1020 ve AISI 5115 eliklerinin Srtnme ve Anma Davranlarnn ncelenmesi Doktora Tezi, E. . Fen Bil. Enst., Kayseri, 1994 20. Lakhtin, Y. M., Engineering Physical Metallurgy and Heat Treatment (Trans. Weinstein,N.), Mir Publishers, 426 p., Moscow, 1983 21. Geller, Y., Tool Steels ( Trans. Afanasyev, V. V.), Mir Publishers, 666p., Moscow, 1978 22. Bazille, P., Connaissances Actuelles Sur La Boruratiyon Tratement Thermique, 111: 31-38, 1977 23. Sinha, A. K., Heat Treating ASM Handbook, Vol 4, pp 437-447, 1991. 24. Rile, M., Reasons for the Formatiyon of Cracks in Boride Coatings on Steel Met. Sci. Heat Treat., 16. 836839, 1974 25. Babushkin, B. V., Polyakov, B. Z., Residual Stresses in Steel After Boriding From Melts Met. Sci. Heat Treat., Vol 15 577-580 p., 1973 26. Krzyminski, H., Kunst, H. T., Borieren Refraktarer

13. Permyakov, V:G., Loskutov, V.F., Trush, I.K., Pisarenko, V.N., Boriding of Tool Steels in Commercial Boron Carbide Met.Sci. Heat Treat., Vol 16 160 162 p., 1974

Metalle, Harterei Tecnische Mitteilungen Vol 28 100112 p., 1973 27. Budinski, K.G., The Wear fo Diffusion Treated

14. Gy, Z., Borlama Yksek Lisans Tezi, .T.. Fen Bil.Enst., stanbul, 1984

Surfaces, Wear, 162-164, 757-762, 1993. 28. Hegewaldt, F., Singheiser, L., and Trk, M.,

15. Pengxun, Y., "Gaseous Boronizing With Solid Boronyielding Agents" Thin Solid Films., Vol 214, 44-47 p., N1 Jun 301992 16. ahin, S., Kat Borlama Yntemiyle Ferrobor retimi ve zelliklerinin Belirlenmesi Doktora Tezi, Celal Bayar niversitesi, Fen Bilimleri Enstits, 1999

Gasborieren, HTM, 39,1,7,15, 1984. 29. Bindal, C., Az Alaml Karbon eliklerinde Borlama ile Yzeye Kaplanan Borrlerin Baz zelliklerinin Tespiti, Doktora Tezi, T, 1991. 30. Eyre, T.S., Effect of Boronizing on Frictiyon and Wear of Ferrous Metals, Wear, 33, 383-397, 1975.

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563

73

31. Hunger, H.-J. And True G., Boronizing to Produce Wear-resistant Surface Layers, Heat Treatment of Metals, 2, 31-39, 1994. 32. Genel, K., Ozbek, I. and Bindal, C., Kinetics of Boriding of AISI W1 steel, Materials Science and EngineeringA347, 311-314, 2003. 33. Kulka, M. and Pertek, A., The Importance of cCarbon Content Beneath Ironborides After Boriding Of Chromium and Nickel-based Low-carbon Steel, Applied Surface Science (Article in Press), 2003.

Transferred Arc (PTA) Process and its Wear Performance, Wear 252, 1007-1015, 2002. 42. Bourithis, L., Papaefthymiou, S. and Papadimitriou, G.D., Plasma Transferred Arc Boriding of a Low Carbon Steel: Microstructure and Wear Properties, Applied Surface Science 200, 203-218, 2002. 43. Y c e l , O . , K a b o t e r m i k F e r r o b o r r e t i m Parametrelerinin Optimizasyonu Doktora Tezi, .T.., Fen Bil. Enst., stanbul, 1992. 44. Goeuriot, P.Y., Fillit, P., Thevenot, F., Driver, S. H.,

34. Genel, K., zbek, I., Kurt, A. and Bindal, C., Boriding Response of AISI W1 Steel and Use of Artificial Neural Network for Predictiyon of Borided Layer Properties, Surface and Coatings Technology 160, 38-43, 2002. 35. Rie, K.-T., Recent Advances in Plasma Diffusion Processes, Surface and Coatings Technology 112, 5662, 1999. 36. Davis, J.A., Wilbur, P.J., Williamson, D.L., Wei, R., and Vajo, J.J. Iyon Implantatiyon Boriding of Iron and AISI M2 Steel Using a High-Current Density, Low Energy, Broad-Beam Iyon Source, Surface and Coatings Technology 103, 52-57, 1998.

Bruyas, H., The Influence of Alloying Element Additiyon on the Boriding of Steels Mat. Sci. and Eng. 9 19 p., 1982. 45. W. Muhammad, K. Hussain, A. Tauqir, A. Ul Haq and A.Q. Khan Evaluation of Halide-Activated Pack Boriding of INCONEL 722 , Metallurgical and Materials Transactions, 30A,3, Academic Research Library, pp. 670-675, Mar 1999. 46. Andrej Salak, Herbert Danninger and Marcela Selecka, Powder Metallurgy Steels can be Borided, Advanced Materials&Processes, Vol. 156, Issue 2, PH5, 1p,Aug 1999. 47. W.D. Man, J.H. Wang, Z.B. Ma and C.X. Wang,

37. Nam, K.S., Lee, K.H., Lee, S.R., and Kwon, S.C., A Study on Plasma-Assisted Boriding of Steels, Surface and Coatings Technology 98, 886-890, 1998. 38. Wilbur, P.J., Davis, J.A., Williamson, D.L., Vajo, J.J. and Wei, R., High-Current Density Broad-Beam Boro Iyon Implantatiyon, Surface and Coatings Technology 96, 52-57, 1997. 39. Yan, P.X., Wei, Z.Q., Wen, X.L., Wu, Z.G., Xu, J.W., Liu,W.M. and Tian, J., Post Boronizing Iyon Implantatiyon of C45 Steel, Applied Surface Science 195, 74-79, 2002. 40. Yu, L.G., Khor, K.A., and Sundararajan, G., Boriding of Mild Steel Using the Spark Plasma Sintering (SPS) Technique Surface and Coatings Technology 157, 226-230, 2002.

Plasma Boronitriding of WC(Co) Substrate as an effective Pretreatment Process for Diamond CVD, Surface&Coatings Technology, 171, pp. 241-246, 2003. 48. P. Gopalakrishnan, P. Shankar, M. Palaniappa and S.S. Ramakrishnan, Interrupted Boriding of MediumCarbon Steels, Metallurgical and Materials Transactions, 33A,5, Academic Research Library, pp. 1475-1485, May 2002. 49. C.L. Ge and R.C. Ye, Research on Self-Propagating Eutectic Boriding, Journal of Materials Peocessing Technology, 124, pp. 14-18, 2002. 50. N i k o l a y U z u n o v a n d R a d o s l a v I v a n o v, Aluminothermic Powder Boriding of Steel, Applied Surface Science, 225, pp- 72-77, 2004. 51. L. Lin and K. Han, Optimization of Surface Properties

41. Iakovou, R., Bourithis, L., and Papadimitriou, G., Synthesis of Boride Coatings on Steel Using Plasma

by Flame Spray Coating and Boriding, Surface&Coatings Technology, 106, pp. 100-105, 1998.

74

Mhendis ve Makina

Cilt : 47 Say: 563