Hadde merdanelerinin ESD yöntemi ile yüzey modifikasyonu ve aşınma davranışlarının optimize edilmesi
Optimization of surface modification and wear behavior in rolling roll by ESD method
- Tez No: 849213
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KARALI, PROF. DR. ŞÜKRÜ TALAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu çalışmada Elektro Spark Deposition yöntemi ile WC/Co kaplamalar hadde merdanelerinin ana malzemesi olan küresel grafitli dökme demirler (GGG-60) üzerine biriktirilmiştir. Yüksek çalışma şartlarına bağlı olarak zamanla aşınma dirençleri düşen hadde merdanelerinin yüzeyinde oluşturulacak kaplamalar ile hem yüzey kaliteleri hem de aşınma davranışlarının iyileştirilmesi çalışmanın ana konusunu oluşturmaktadır. Optimum kaplama parametreleri Taguchi deneyi ile 132 V ve 1230 Hz olarak belirlenmiştir. Varyans, Doğruluk ve Regrasyon analizleri ile elde edilen sonuçların kararlılık seviyesi artırılmaya çalışılmıştır. Deneysel numunelere ısıl işlem uygulanmış, 4 farklı varyasyonda sonuçlar karşılaştırılmıştır. Kaplamaların tribolojik performansları aşınma testi ile belirlenmiştir. Mekanik özellikler ise çekme ve üç nokta eğme testi ile incelenmiştir. Kaplama karakterizasyonuna (element ve bileşik dağılımlarına) SEM/EDS ve XRD ile bakılmıştır. Kaplamaların yüzey pürüzlülüğü 2D profilometre ile ölçülmüştür. Mikro sertlik ölçümleri sonucu altlık numunenin yüzey sertlik değeri 270 ± 5.6 HV0,2' den 1330 ± 12.5 HV0,2 ye yükseldi. İlk duruma göre yüzey sertlik değeri 5 kat arttı. Kaplamalar içerisinde W2C, W ve WC1-x ara fazların varlığına rastlandı. Bu da kaplama içerisinde oluşan dekarbürizasyon oluşma ihtimalini artırmıştır. Isıl işlem görmüş kaplamalı numunelerde WC oranı diğer kaplamalara göre daha fazla hesaplanmıştır. Bu durum hem mikrosertlik değerini, hem de aşınma direncini olumlu yönde etkilemiştir. SEM/EDS sonuçları da bu durumu destekler niteliktedir. Kaplama ve ısıl işlem aşınma direncini 5 kat artırırken sürtünme katsayısını ise 2,13 kat düşürdü. Çekme testinde maksimum gerilme 778 ± 29 MPa, üç nokta eğme testinde maksimum gerilme 1588 ± 8 MPa olarak hesaplandı. Deneysel ortamda kullanılan hadde merdanesine WC/Co kaplamalar başarılı bir şekilde uygulandı. SEM/EDS görüntülerinde kaplamalı bölgede W, Fe, C, Co ve Al elementlerine, kaplamasız bölgede ise Fe, C, ve Al elementlerin varlığına rastlandı. Yapılan literatür çalışmaları sonucu bir hadde merdanesinin kaplanması ve deneysel yönden incelenmesi çalışmanın özgünlüğünü oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, WC/Co coatings were coated on spheroidal graphite cast irons (GGG-60), which is the main material of rolling rolls, by Electro Spark Deposition method. The main subject of the study is to improve both surface quality and wear behavior with the coatings to be formed on the surface of the rolling rolls, whose wear resistance decreases over time due to high working conditions. The optimum coating parameters were determined as 132 V and 1230 Hz by Taguchi experiment. An attempt was made to increase the stability level of the results obtained through Variance, Accuracy and Regression analyses. Heat treatment was applied to the experimental samples, and the results were compared in 4 different variations. The tribological performances of the coatings were determined by the abrasion test. The mechanical effects were investigated by tensile test and three point bending test. Coating characterization (element and compound distributions) was examined by SEM/EDS and XRD. The surface roughness of the coatings was measured with a 2D profilometer. As a result of microhardness measurements, the surface hardness value of the substrate sample increased from 270 ± 5.6 HV0,2 to 1330 ± 12.5 HV0,2. Compared to the first case, the surface hardness value increased 5 times. The presence of W2C, W and WC1-x interphases was found within the coatings. This increased the possibility of decarburization occurring in the coating. WC ratio was calculated more in heat treated coated samples compared to other coatings. This had a positive effect on both the microhardness value and the wear resistance. SEM/EDS results also support this situation. Coating and heat treatment reduced the wear resistance by 5 times and the friction coefficient by 2.13 times.The maximum stress was calculated as 778 ± 29 MPa in the tensile test, and the maximum stress was calculated as 1588 ± 8 MPa in the three-point bending test. WC/Co coatings were successfully applied to a rolling roll used in the experimental environment. In the SEM/EDS images, the presence of W, Fe, C, Co and Al elements in the coated region and Fe, C, and Al elements in the uncoated region were found. As a result of the literature studies, the coating of a rolling roll and its experimental examination constitute the originality of the study.
Benzer Tezler
- Dökme demirden imal edilen hadde merdanelerinin aşınma davranışına bakır katkı oranının etkisi
The effect of adding ratio of copper to the wear behavior of rolls manufactured by cast iron
ENGİN TAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMET YÜKSEL
- WC ve TİCN kaplanmış sıcak hadde merdanelerinin kuru ve bor yağı ortamında aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of abrasion behavior of WC and TİCN-coated hot rolling rolls in dry and boron oil environmental conditions
MERT PEHLİVANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET HÜSEYİN ÇETİN
- Yassı çelik haddelemede kullanılan sıcak şerit haddehane hadde merdanelerinin aşınma parametrelerinin optimizasyonu ile servis ömürlerinin uzatılması
Optimizing the parameters of wearing of hot strip mill work rolls and increasing roll service life that used in the flat steel manufacturing
CANER TOPTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK
- Yassı çelik haddeleme işleminde merdane yük parametrelerinin inclenmesi ve merdane konumlandırma
Investigation of roll load parameters in steel rolling and introduction of roll positioning
MUSTAFA SÜLEYMAN KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. HALİL ÖZER
- 6.35 mikron kalınlığında alüminyum folyo üretim sisteminin geliştirilmesi ve know-how tecrübesinin elde edilmesi (san-tez projesi)
Development of 6.35 micron aluminum foil production system and obtaining the how to know experiment(san-thesis project)
KADİR ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET CAN