Geri Dön

Effects of phosphating process pre-treatment parameters on the phosphate coating crystal size and pitting corrosion

Fosfatlama prosesinde ön işlem parametrelerinin fosfat kaplamanın kristal boyutu ve işlem sırsında oluşan oyuklanma korozyonuna etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 292126
  2. Yazar: FUAT GÜLYAŞAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. CELALETDİN ERGÜN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 131

Özet

Metal yüzeyin, içinde Zn veya Mn iyonlarının da bulunduğu fosforik asit çözeltisinde kimyasal reaksiyona girmesiyle elde edilen fosfat kaplamalar, metalsel malzemeleri; korozyondan korumak, yüzeyin boya veya yağ adezyonunu arttırmak, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak amacıyla kullanılırlar. Çalışma, ?ortak hatlı (common-rail)? dizel enjektörlerin deniz yoluyla taşınması sırasında yüzeyinde oksit tabakası oluşmasını engelleyen çinko fosfat kaplama üzerine yürütülmüştür.Kaplama, çok kristalli bir yapıya sahiptir. Kristalli yapının arasında kalan boşluklar yapıda gözenekliliğe sebep olur. Boşluk boyutları kaplamanın kristal boyutuna bağlı olmakla birlikte aynı zamanda kaplamanın korozyon direnci, boya ve yağ adezyonunu etkilediği bilinmektedir.Yüzeyde kimyasal dönüşümle kaplamanın oluşabilmesi için kaplama işleminden önce birtakım ön işlemlere ihtiyaç duyulur. Bu konuyla ilgili diğer çalışmalar çoğunlukla fosfatlama adımının, kaplamanın özelliklerine etkileri üzerine yoğunlaşmışlardır. Ön işlemlerin etkilerine fazla değinilmemiştir.Çalışmanın öncelikli amacı, fosfatlama öncesi pas alma ve aktivasyon ön işlem parametrelerinin, fosfat kaplamanın korozyon direncinde önemli rol oynadığı düşünülen kristal boyutuna etkisini tespit etmektir.Önemli olan diğer bir konu da oyuklanmadır. Fosfatlama prosesinin bir ön adımı olan pas alma sırasında oluşan oyuklanma (pitting) korozyonu, hem statik hem dinamik yükler altında enjektör gövdelerinin dayanımını önemli ölçüde azaltmaktadır. Çok yüksek basınçlar altında çalışan enjektör gövdelerinin erken hasar ihtimallerinininin azaltılması için pas alma parametrelerinin, oluşan maksimum pitting derinliğine etkisi araştırılmıştır. Böylece parçaların hangi pas alma parametreleriyle işlem görürken, parçalarda tehhikeli derecede oyuklanma korozyonu oluştuğu belirlenmiştir.Çalışma, BOSCH Sanayi ve Ticaret A.Ş. `nin bünyesinde bulunan ve enjektör gövdelerini paslanmadan koruyan fosfatlama işlemini iyileştirmek üzere yürütülmüştür. Yapılan çalışmanın proses geliştirme adına faydalı olabilmesi için, yapılan denemelerde seri üretimdeki koşullarını canlandırabilecek, eldeki imkanlarla, üretim hattını durdurma gibi bir maliyetin altına girmeden yürütülecek bir deneysel çalışma yapılmıştır.Çalışmada, deneysel tasarım tekniklerinden, tam fonksiyonel deney tasarımına göre deneyler gerçekleştirilip sonuçları Etki, Etkileşim Analizi ve elde edilen grafiksel eğrilerin değerlendirilmesiyle incelenmiştir. Değerlendirme için bu iş için yaygın olarak kullanılan MINITAB isimli yazılımdan faydalanılmıştır.Kullanılan deneysel tasarım yöntemi, mümkün olan en kısa sürede en az maliyetle çok sayıda faktörün etkisini görüntüleyebilmesine karşın, oluşan etkilerin nedenlerini ortaya koyamamaktadır. Pas alma faktörlerinin kaplamada oluşan kristal boyutuna etkisinin nedenlerini araştırmak için asitte pası alınmış numuneler XRD ve EDX yöntemleriyle incelenmişitir.

Özet (Çeviri)

Phosphate coatings are used to improve corrosion resistance, paint adhesion and the lubricative properties of various metals. Coatings are obtained by chemical conversion of the metallic substrate surface in aqueous phosphoric acid media with Zn or Mn ions.A phosphate coating has a porous, multi-crystalline structure with gaps between crystals. Crystal size affects some critical properties of the phosphate coating such as corrosion resistance and paint and oil adhesion.BOSCH Sanayi ve Ticaret A.Ş. manufactures and exports common rail injectors in very large quantities in Bursa plants. The body parts of the injectors are made of plain carbon steel, which does not have high corrosion resistance. In the context of this study, zinc phosphate is applied to obtain corrosion resistance for injectior bodies which are exposed to high humidity air resulting in corrosion during transportation. The study was conducted within the company. It was intended to improve the phosphating line in mass production.In practice, pre-treatments are needed to prepare the surface for the coating reaction to have a proper coating layer. Earlier researches mainly focused on the effects of the phosphating step parameters on coating properties. However, the effects of pre-treatment parameters are overlooked and are not well-known. Within the content of this research; aside from phosphating parameters, pre-treatment parameters are believed to play a vital role in the corrosion resistance and structure of the coating. Therefore, parameters of the pre-treatment processes such as pickling and activation are the primary focus of this thesis.The main objective of this study is to develop an understanding of the effects of phosphating pre-treatment parameters, such as pickling (free acid value, process time, temperature) and activation (concentration, time) on crystal size of the phosphate coating.Pitting corrosion which occurs during the pickling step, plays an important role in the fatigue life of an injector body, which has operating conditions with heavy, fluctuating loads. The effects of pickling parameters on pitting corrosion were also investigated to determine possible situations that cause a maximum pitting depth that is higher than the tolerance limit to avoid the danger of catastrophic failure.Experiments were conducted to analyse the effects of pre-treatment parameters on crystal size and pitting corrosion. All experimental procedures were planned to simulate the mass production conditions with reasonable costs using tools that already exist in the company.The experimental model is based on Design of Experiments techniques. Two level full factorial experimental design was used for this investigation. Main Effects and Interaction Analysis and Evaluation of Contour Plots were the main methods used to analyse experimental results. Analyses were made utilising MINITAB software, which is a widely used software tool to evaluate experimental results based on statistical approaches.Although the DoE provides back-up for analysing the effects of several factors with the lowest cost and in the shortest time, it does not provide the answers to ?why?? questions. Therefore, XRD and EDX analysis were conducted on C45 steel specimens, which were dipped in acid for pickling with the aim of discovering why different pickling parameters cause different phosphate crystal sizes after phosphating.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    629363

    Environmental life cycle assessment of zinc phosphating chemicals

    Çinko fosfatlama kimyasallarının çevresel yaşam analiz değerlendirmesi

    HALİDE İLAYDA SEZGİNER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA FATOŞ BABUNA

  2. Tez No

    335720

    Characterization of microbial community in lab scale enhanced biological phosphorus removal reactors with quantitative real-time polymerase chain reaction

    Anoksik ortamda biyolojik fosfor giderimi yapan bakteri çeşitliliğinin kantitatif gerçek zamanlı zincir tepkimesi tekniği ile incelenmesi

    İPEK ERGAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Genetikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALPER TUNGA AKARSUBAŞI

  3. Tez No

    855754

    Yüzey hazırlama işlemlerinin kauçuk ile metalin yapışmasına etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of surface preparation procedures on the adhesion of rubber and metal

    GİZEM KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriBursa Uludağ Üniversitesi

    Yüzey İşlem ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BETÜL SULTAN YILDIZ

  4. Tez No

    14408

    Yaş yöntem fosforik asitin mono ve dikalsiyum fosfat kristalizasyonları ile saflaştırılması

    Purification of wet-process phosphoric acid by crystallizations of mono and di-calcium phosphates

    HALE GÜRBÜZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1991

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. A. NUSRET BULUTÇU

  5. Tez No

    537361

    Mekanik ve kimyasal yüzey işlemlerinin poliakrilik kauçuk ve EN10130 DC01 çeliği yapışmasına etkilerinin incelenmesi

    Anaysis on effects of mechanical and chemical surface treatment on polyacrylic rubber and EN10130 DC01 steel bonding

    CEM GÜNSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EGEMEN AVCU

Geri Dön