Geri Dön

Borlama yönteminin volan, krank ve kam mili üzerine etkisinin araştırılması

Investigation of effect on flywheel, crankshaft and camshaft by boronizing method

  1. Tez No: 484267
  2. Yazar: MAHMUT NEDİM TANSU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HANBEY HAZAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Taşıt Dinamiği ve Kontrol Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 176

Özet

Metaller ve alaşımları içten yanmalı motorlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Metallerde oluşan aşınma, oksidasyon, yorulma, kırılma ve yüzeylerde oluşabilecek korozyon gibi deformasyonlar içten yanmalı motorların performanslarını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu olumsuz etkenler düşünüldüğünde, metal alaşımlı malzemelerde iyileştirilme ihtiyacı duyulmaktadır. Borlama işlemiyle metallerde sertlik artışı, aşınma, korozyon ve oksidasyon direnci yüksek yüzeyler elde edilebilmektedir. Bu çalışmada içten yanmalı motorlarda bulunan krank mili, kam mili ve volan kutu borlama yöntemiyle 950 ℃ sıcaklıkta, 4 saatte Ekabor-2 tozu ile kaplanmıştır. Kaplama kalınlığı ~150 mikrondur. Krank ve kam mili için muylulardan, volan için sürtünmeye maruz kalan bölgelerden numuneler alınmıştır. Borlama işlemi sonunda kaplanmış ve kaplanmamış numunelere; spektrometre, optik mikroskop, SEM, EDAX, XRD, mikrosertlik, aşınma, TGA ve korozyon deneyleri uygulanmıştır. Aşınma sonunda yüzeylerdeki deformasyonların etkisiyle oluşabilecek fazlar ve görüntüler için XRD ve SEM analizi tekrar yapılarak kıyaslanmıştır. Optik ve SEM görüntülerinde borlanmamış muylularda ferrit+perrit fazları, volanda ise dökme demir lamel grafit formu görülmüştür. Borlanmış numunelerde ise Fe2B ve FeB fazlarına rastlanmıştır. EDAX analizinde noktasal ve bölgesel olarak ana tabaka, geçiş bölgesi ve borür tabasından kimyasal malzeme kompozisyonları ölçülmüştür. XRD analizinde borlanmış ve borlanmamış numunelerdeki faz farkları incelenmiştir. Mikrosertlik analizinde HV0,05 için borlanmış numunelerde, borlamamış numunelere göre sırasıyla krank mili muylusu için 6,7 kat, kam mili muylusu için 6,9 kat ve volan için 5,8 katlık sertlik artışı görülmüştür. Aşınma analizinde 30 N kuvvet ve 3000 m mesafe sonucu borlanmış numunelerde, borlanmamış numunelere göre sırasıyla; krank mili muylusunda 4 kat, kam mili muylusunda 4,3 kat ve volanda 4,8 katlık aşınma direnci görülmüştür. Artan kuvvet etkisinde bu oranların arttığı görülmüştür. Aşınma sonrası tekrar SEM görüntüleri alınmış borlanmış numunelerde aşınma direncinin arttığı bu görüntülerden de tespit edilmiştir. Aşınma sonrası faz değişimlerini gözlemlemek için tekrar XRD analizi yapılmış fazların şiddetinin düştüğü ve fazlardaki titreşimin yüzey pürüzlülüğünden dolayı arttığı tespit edilmiş ve değişen fazlar incelenmiştir. TGA deneyinde 1000 ℃ sıcaklık sonunda borlanmış numunelerde, borlanmamışlara göre sırasıyla krank mili muylusunda % 2,3, kam mili muylusunda % 5 ve volanda % 7,5 kütle artışında fark tespit edilmiştir. Bu kütle artışına göre borlanmış numunelerde, borlanmamışlara göre sırasıyla krank mili muylusunda 300 ℃, kam mili muylusunda 100 ℃ ve volanda 60 ℃ oksidasyon gecikmesi görülmüştür. Korozyon direncinde borlanmış numunelerde, borlanmamış numunelere göre krank mili muylusunda % 85, kam mili muylusunda % 21 ve volanda % 12'lik artış tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, borlama yöntemi kullanılarak volan, krank mili ve kam mili muylularının kaplanmasıyla aşınma direnci, korozyon direnci, sertlik ve oksidasyon değerlerinde dikkate değer bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Ayrıca yapılan deneyler borlanmış malzemelerin ömrünün artmasıyla milli ve bireysel ekonomiye katkı sağlayacağını göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Metals and alloys are widely used in internal combustion engines. Deformations such as corrosion, oxidation, fatigue, fracture and corrosion that occur on the metals are affected the performance of internal combustion engines negatively. Considering these negative factors, it is necessary that improved the metal alloy materials. By boronizing process, surfaces which have hardness increase, wear, corrosion and high oxidation resistance can be obtained in metals. In this study, crankshaft, camshaft and flywheel, which are parts of internal combustion engines, are covered with Ekabor-2 dust for 4 hours at 950 ℃ by box boronizing method. The coating thickness is 150 microns. Samples were taken from the crank pin for the crankshaft and the camshaft, and for the flywheel the samples were taken from the regions exposed to friction. Coated and uncoated samples at the end of the boronizing process; spectrometer, optical microscope, SEM, EDAX, XRD, microhardness, wear, TGA and corrosion tests were applied. By repeating XRD and SEM analyzes for the phases and images that could be caused by the deformation of the surfaces due to wear were compared. Boron samples in microhardness results; 6,7 times for the crankshaft, 6,9 times for the camshaft crank pin and 5,8 times for the flywheel, increases were seen. In the wear analysis of boron samples; crank pin 4 times, camshaft lobes 4,3 times and flywheel 4,8 times wear resistance were seen. İt was found that these rates increased under the effect of increasing force. After the wear process, XRD and SEM images were taken again. In the TGA results, a mass increase of 2.3 % in the crank pin, 5 % in the camshaft lobes and 7.5 % in the flywheel was found between the boronized samples and the non-boronized samples. In the boronized samples against this mass increase; in the crank pin 300 ℃, in the camshaft lobes 100 ℃, in the flywheel 60 ℃ oxidation delay were occured. In corrosion resistance of boron samples; an increase of 85 % in crank pin, 21 % in camshaft lobes and 12 % in flywheel were seen. Obtained results have shown that remarkable improvement in abrasion resistance, corrosion resistance, hardness and oxidation values by coating the flywheel and crank pin using the boronizing method. In addition, experiments show that the life of boron materials will contribute to the national and individual economy.

Benzer Tezler

  1. 16MnCr5 çeliğinin borlama ve termal çevrimli borlama özelliklerinin araştırılması

    Investigation of 16MnCr5 steel for boring and thermal interrupted boriding properties

    AHMET KOÇASLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriSüleyman Demirel Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADNAN ÇALIK

  2. Borlanmış dökme demirlerin aşınma davranışının incelenmesi

    Examined wear attitude of cast iron to boronizing

    BEYZA BAÇKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Makine MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesi

    DOÇ. DR. CEVDET MERİÇ

  3. Katodik redüksiyon-termal difüzyon yöntemi ile metallerin borlanması (KRTD-bor) ve süreçlerin optimizasyonu

    Boriding of metals via cathodic reduction and thermal diffusion method (CRTD-bor) and optimization of their production parameters

    GÜLDEM KARTAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı

    PROF. DR. SERVET TİMUR

  4. Enjeksiyon kalıplarında kullanılan sıcak iş takım çeliklerinin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi

    Surface modifications of hot work tool steel injection molds

    SÜLEYMAN ALPER YEŞİLÇUBUK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. KELAMİ ŞEŞEN

  5. Hidro-Abrasion muayene cihazı tasarım ve imalatı

    Başlık çevirisi yok

    KURTULUŞ YİĞİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİM DEMİRCİ