Termal sprey kaplama yöntemleriyle paslanmaz çelik malzemelerin dökme demir fren disklerinde uygulanabilirliği ve aşınma - fren performanslarının karşılaştırmalı incelenmesi
Applicability of stainless steel coating materials on the cast iron brake discs by thermal spray coating methods and comparative investigation of wear - brake performances
- Tez No: 1012620
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN AYDIN, PROF. DR. EKREM ALTUNCU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Teknolojik ilerleme ve artan enerji talebi, özellikle yeni nesil elektrikli ve hibrit araçların tasarımında, otomotiv endüstrisinde çevre dostu ve yüksek performanslı sistemlere olan ihtiyacı arttırmıştır. Otomotiv orijinal parça üreticileri (OEM), araçlarda kullanılan ekipmanların çevresel etkilerini azaltmak ve yeni nesil araçların gereksinimlerini karşılamak amacıyla yeni tasarım ve malzeme çalışmalarına yönelmiştir. Bu kapsamda, otomobillerde yaygın olarak kullanılan dökme demir (GG20) fren disklerinin aşınması sonucu oluşan fren tozu emisyonları ile balata aşınmasından kaynaklanan emisyonların azaltılmasına yönelik araştırmalar, yürürlükteki ve planlanan uluslararası regülasyonlar ile Euro 7 emisyon standartları doğrultusunda hız kazanmıştır. Tez çalışmasında, fren disklerinin aşınma ve korozyon direncini artırarak ömrünü uzatmak amacıyla farklı termal kaplama yöntemleri (HVOF, elektrik ark sprey, lazer kladlama) ve paslanmaz çelik esaslı kaplama malzemeleri değerlendirilmiştir. Kaplamalı diskler (430, 431L kalite) atalet dinamometre test ünitesi üzerinde aynı tip balata malzemesi ile 700 frenleme koşullarında sıcaklık değişimine bağlı aşınma miktarı, fren torku ve sürtünme katsayısı değişimleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Çalışmada yapılan tüm testlerde kaplamasız disk performansı ile kaplamalı disklerin çok yönlü karşılaştırılması yapılmış olup, frenleme performansı ve tekno-ekonomik açıdan en iyi sonucu yaklaşık 4,5 kat daha az disk aşınması ile lazer kladlama yöntemi uygulanan 431L kalite kaplamalı disk sergilemiştir. Kaplamalı fren diskleri, referans (kaplamasız) diske göre daha iyi sürtünme performansıyla birlikte daha düşük disk-balata aşınma oranı sağlamış ve fren tozu emisyonunun azaltılmasında etkili olmuştur. Belirlenen kaplama yöntemi ve malzemenin yeni nesil araçlar için ekonomik ve sürdürülebilir bir alternatif olabileceği öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
Technological progress and increasing energy demand have accelerated the need for eco-friendly and high-performance systems in the automotive industry, especially in the design of next-generation electric and hybrid vehicles. Original Equipment Manufacturers (OEM) have focused on new design and material development studies to minimize the environmental impact of vehicle components and meet the requirements of next-generation vehicles. In this context, research to reduce brake dust from the wear of widely used cast iron (GG20) brake discs and brake pads has accelerated in line with current and upcoming international regulations and Euro 7 emission standards. This study evaluates various thermal spray coating methods (HVOF, electric arc spray, and laser cladding) and stainless-steel-based coating materials to improve the wear and corrosion resistance of brake discs and increase their service life. Coated discs (grades 430 and 431L) were tested on an inertia dynamometer using a same type brake pad material under 700 braking cycles, and the wear rate, braking torque, and friction coefficient trends with temperature were comparatively analyzed. A comprehensive comparison with the uncoated disc performance revealed that the 431L-grade disc coated by the laser cladding method achieved the best braking performance and techno-economic results, exhibiting approximately 4.5 times lower disc wear. All coated brake discs maintained a friction coefficient close to that of the reference (uncoated) disc while providing significantly lower disc-pad wear and effectively reducing brake dust emissions. The selected coating method and material are considered to be an economical and sustainable alternative for next-generation vehicles.
Benzer Tezler
- Characteristics of cold sprayed titanium based coatings
Soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle üretilmiş titanyum esaslı kaplamaların karakteristiği
AHMET HİLMİ PAKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Toz metalurjisi ile üretilen paslanmaz çelik yüzeylerde termal sprey tekniği ile uygulanan seramik kaplamaların karakterizasyonu
Characterization of ceramic coatings applied by thermal spray technique on stainless steel surfaces produced via powder metallurgy
KENAN TANKAL
Doktora
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKİF ERDEN
DOÇ. DR. BEKİR GÜNEY
- Ni-Cr esaslı termal sprey kaplamaların farklı çelikler üzerinde üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Ni-Cr based thermal spray coatings on different steels
RASİM GÖKER IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPTEKİN KISASÖZ
- Isıl püskürtme yöntemi ile oluşturulan martenzitik paslanmaz çelik kompozit toz kaplamanın mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructure and mechanical proparties of martensitic stainless powder based coatings formed by thermal spray method
SERDAR BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Teknik EğitimMarmara ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN SAMUR
- Bükülebilir kalkopirit ince film güneş pilleri için kontak dizaynı ve optimizasyonu
Back contact and transparent electrode optimization for flexible chalcopyrite thin film solar cells
ESMA UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mühendislik BilimleriTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR