Soğuk dövme kalıplarında kullanılan yüksek sertlikteki malzemelerin yüzeylerinin kaplanarak performans özelliklerinin incelenmesi
Investigation of performance properties by coating the surfaces of high hardness materials used in cold forging dies
- Tez No: 1013630
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHADIR UYULGAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Soğuk dövme, Cold forging
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Soğuk dövme prosesi, bağlantı elemanları üretiminde yaygın olarak kullanılan ve malzemelerin çok kademeli kalıp sistemleri aracılığıyla yüksek basma gerilmeleri altında plastik olarak şekillendirildiği kritik bir imalat yöntemidir. Bu süreçte kullanılan kalıplar; yoğun tribolojik etkileşimler, yüksek temas basınçları ve tekrarlı çevrimsel yüklemeler nedeniyle aşınma ve yorulma hasarına maruz kalmaktadır. Bu doktora çalışması kapsamında, farklı sıcaklık koşulları altında uygulanan kutu borlama ve plazma nitrasyon işlemlerinin, soğuk dövme kalıp uygulamalarında kullanılan WC–Co semente karbürlerin servis koşullarına bağlı performansı üzerindeki etkileri sistematik olarak incelenmiştir. %19 ağırlıkça Co içeren WC–Co numunelere 900, 950 ve 1000 °C sıcaklıklarda 4 saat kutu borlama işlemi uygulanmış; plazma nitrasyon işlemi ise 450 °C'de 10 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen borür ve nitrür tabakaları, optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri kullanılarak mikroyapı, faz bileşimi ve tabaka kalınlığı açısından karakterize edilmiştir. Aşınma testleri, yağlı ve yağsız koşullar altında gerçekleştirilen pin-on-plate testleri ile değerlendirilirken; yorulma davranışı üç nokta eğme deneyleri ve Goodman–Haigh diyagramları kullanılarak analiz edilmiştir. Numunelerin korozyon davranışı potansiyodinamik Tafel analizi yöntemiyle incelenmiştir. Sonuçlar, borlama sıcaklığının aşınma ve yorulma davranışının kontrolünde belirleyici bir parametre olduğunu göstermiştir. İşlem sıcaklığının artmasıyla aşınma direnci iyileşirken, borür tabakasının büyümesinin yorulma performansını olumsuz yönde etkileyebildiği belirlenmiştir. Buna karşılık, plazma nitrasyon işlemi daha homojen bir yüzey modifikasyonu sağlayarak daha iyi aşınma ve yorulma davranışı sunmuştur.
Özet (Çeviri)
Cold forging is a critical manufacturing process widely used in fastener production, in which materials are plastically deformed under high compressive stresses through multi-stage die systems. The dies used in this process are exposed to wear and fatigue damage due to severe tribological interactions, high contact pressures, and repeated cyclic loading. Within the scope of this doctoral study, the effects of pack boriding and plasma nitriding treatments applied under different processing conditions on the service-related performance of WC–Co cemented carbides used in cold forging die applications were systematically investigated. WC–Co materials containing 19 wt.% Co were subjected to pack boriding at 900, 950, and 1000 °C for 4 h, while plasma nitriding was carried out at 450 °C for 10 h. The resulting boride and nitride layers were characterized in terms of microstructure, phase composition, and layer thickness using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD) analyses. Wear performance was evaluated by pin-on-plate wear tests conducted under lubricated and non-lubricated conditions, whereas fatigue behavior was analyzed using three-point bending tests and Goodman–Haigh diagrams. The corrosion behavior of the samples was examined by means of potentiodynamic Tafel analysis. The results indicate that boriding temperature is a decisive parameter in controlling both wear and fatigue behavior. While increasing the processing temperature improves wear resistance, excessive growth of the boride layer may adversely affect fatigue performance. In contrast, plasma nitriding provides a more homogeneous surface modification, resulting in improved wear and fatigue behavior.
Benzer Tezler
- Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde küreselleştirme ısıl işleminin optimizasyonu ve hassas kesme işlemine etkisi
Optimization of spheroidizing heat treatment in unalloyed and low alloyed steels and its effect on fine blanking process
AKIN KÜTMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Bağlantı elemanı üretiminde kullanılan soğuk dövme kalıplarında kalıp ömrünü etkileyen parametrelerin belirlenmesi ve optimizasyonu
Determination and optimization of parameters affecting die life of cold forging dies used in fastener production
SEZGİN YURTDAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT AYDIN
PROF. DR. ÖMER EYERCİOĞLU
- Fatigue life of tungsten cobalt carbide used as a core material in cold forging dies
Soğuk dövme kalıplarında çekirdek malzemesi olarak kullanılan tungsten kobalt karbürün yorulma ömrü
BARIŞ TANRIKULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN KARAKUZU
- Soğuk dövme kalıplarında gerilme analizi
Stress analysis of cold forging dies
TAMARİYE BAĞCI ARIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR SARAY
- Batarya kalıplarında döküm-kalıp ısı transfer katsayısı hesaplanması ve yolluk tasarımı ile kalıp ısı dağılımının optimize edilmesi
Calculating the heat transfer coefficient of the casting-mold in the mold of the faucet and optimize the heat distribution with new design of the feeder
MURAT CAN NİŞANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ YURDDAŞ