Yıl: 2020 Cilt: 9 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 931 - 942 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 20-11-2020

Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu

Öz:
Bu çalışmada deney tasarımı yöntemlerinden biri olan Taguchi metodunun en küçük en iyi kombinasyonukullanılarak, HVOF (Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt) yöntemiyle oluşturulan kaplamaların çelik ve alüminyummalzemeler üzerinde aşınma davranışına etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla altlık malzeme olarakÇelik alaşımları (AISI 1040, AISI 4340, AISI 304) ve Alüminyum alaşımları (AA2024, AA7075, AA6082);kaplama malzemesi olarak da WC/Co ve WC/CoCr seçilmiştir. Altlık malzeme seçiminde ekonomiklik; kaplamamalzemesinde ise yüksek aşınma direncine sahip olma kriter olarak belirlenmiştir. HVOF yöntemiyle yapılankaplamaların aşınma dayanımlarını belirlemek için Taguchi yöntemi kullanılarak optimum uygun altlık malzemeve kaplama malzemesi değerleri belirlenmiş ve varyans analizi kullanılarak doğrulama deneyleri yapılmıştır.Böylelikle çalışma sonucunda en iyi aşınma davranışı için S/N oranı -10,45, alt malzeme Al 2024, kaplama malzemesiWC-Co ve yük 30 N olarak bulunmuştur.
Anahtar Kelime:

Optimization of Wear Properties of Steel and Aluminum Alloys Coated with High Speed Oxy-Fuel (HVOF) Method by Taguchi Method

Öz:
In this study, it is aimed to determine the effect of HVOF (High Speed Oxy-Fuel) coatings on wear behavior on steel and aluminum materials by using the best combination of Taguchi method which is one of the experimental design methods. Steel alloys (AISI 1040, AISI 4340, AISI 304) and Aluminum alloys (AA2024, AA7075, AA6082) are used as base materials for this purpose; WC / Co and WC / CoCr were chosen as coating material. Economy in litter material selection; and high abrasion resistance was determined as the criterion. In order to determine the abrasion resistance of the coatings made by HVOF method, optimum suitable litter material and coating material values were determined by using Taguchi method and validation experiments were performed using variance analysis. As a result of this study, S / N ratio was found as -10,45, substrate Al 2024, coating material WC-Co and load 30 N for the best wear behavior.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] ASM International Handbook Committee, 2005. ASM Handbook Volume 2: Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, 10th Edition, Ohio.
  • [2] Davis J.R. 2001. Alloying: Understanding the Basics, ASM International, 1st Edition Ohio.
  • [3] Alcotec, Understanding The Alloys of Aluminum. 2018 http://www.alcotec.com/us/en/education/knowledge/techknowledge/understanding-thealloys-of-aluminum.cfm (Erişim Tarihi: 26.09.2018).
  • [4] Islak S., Özorak C., Küçük Ö., Akkaş M., Sezgin T.S. 2015. Microstructure And Hardness Properties of High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) Sprayed WCCo-SiC Coatings. Kastamonu University Journal of Engineering and Sciences, 1 (1): 1-7.
  • [5] Varol Özkavak H. 2013. Plazma ile Polimer Kaplanmış Metalik Malzemelerin Bazı (Tribolojik) Özelliklerinin Araştırılması. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
  • [6] Herman H., Sampath S., McCune R. 2000. Thermal Spray: Current Status And Future Trends. Mat. Res. Soc. Bull., 25 (7): 17-25.
  • [7] Pawlowski L. 2008. The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings. 2nd ed., New Jersey, ABD: Wiley&Sons Ltd, 7: 291-381.
  • [8] Praveen A.S., Sarangan J., Suresh S., Channabasappa B.H. 2016. Optimization and Erosion Wear Response of NiCrSiB/WC-Co HVOF Coating Using Taguchi Method. Ceramic International, 42 (1): 1094-1104.
  • [9] Özbek Y.Y., Canikoğlu N., İpek M. 2016. The Mechanical Properties and Wear Resistance of HVOF Sprayed WC-Co Coatings. Acta Physıca Polonica A, 129 (4): 600-603.
  • [10] Guo R.Q., Zhang C., Chen Q., Yang Y., Li N., Liu L. 2011. Study of Structure and Corosion resistance of Fe- Based Amorphous Coatings prepared by HVAF and HVOF. Corrosion Sciences, 53 (1): 2351-2356.
  • [11] Bolelli G., Lusvarghi L., Barletta M. 2009. HVOF-Sprayed WC-CoCr Coatings on Al Alloy: Effect of coating Thickness on the Tribological Properties. Wear, 267 (1): 944-953.
  • [12] Geng Z., Hou S., Shi G., Duan D., Li S. 2016. Tribological Behaviour at Various Temperatures of WC-Co Coatings Prepared Using Different Thermal Sparying Techniques. Tribology International, 104 (1): 36-44.
  • [13] Fang W., Cho T.Y., Yoon J.H., Song K.O., Hur S.K., Youn S.J., Chun H.G. 2009. Processing Optimization, Surface Properties and Wear Behavior of HVOF Spraying WC–Crc–Ni Coating. Journal of Materials Processing Technology, 209: 3561-3567.
  • [14] Praveen A.S., Sarangan J., Suresh S., Channabasappa B.H. 2016. Optimization and Erosion Wear Response of Nicrsib/WC–Co HVOF Coating Using Taguchi Method. Ceramics International, 42: 1094-1104.
  • [15] Özbek Y.Y., Canikoğlu N., İpek M. 2017. The Surface Properties of WC-Co-Cr Based Coatings Deposited by High Velocity Oxygen Fuel Spraying. Acta Physica Polonica Series, 131 (1): 186- 189.
  • [16] Varis T., Suhonen T., Calonius O., Čuban J., Pietola M., 2016. Optimization of HVOF Cr3C2- Nicr Coating for Increased Fatigue Performance. Surface&Coatings Technology, 305 (1): 123- 131.
  • [17] Straffelini G., Federici M., Menapace C., Moscatelli A., Gialanella S. 2016. Effect of Roughness on the Wear Behavior of HVOF Coatings Dry Sliding Against A Friction Material. Wear, 368- 369: 326-334.
  • [18] Zoei M.S., Sadeghi M.H., Salehi M. 2016. Effect of Grinding Parameters on the Wear Resistance and Residual Stres of HVOF-Deposited WC–10Co–4Cr Coating. Surface&Coatings Technology, 307: 886-891.
  • [19] Karaoğlanlı A.C., Oge M., Doleker K.M., Hotamis M. 2017. Comparison of Tribological Properties of HVOF Sprayed Coatings with Different Composition. Surface&Coatings Technology, 318: 299-308.
  • [20] Vignesh S., Shanmugam K., Balasubramanian V., Sridhar K. 2017. Identifying the Optimal HVOF Spray Parameters to Attain Minimum Porosity and Maximum Hardness in Iron Based Amorphous Metallic Coatings. Defence Technology, 13: 101-110.
  • [21] Kumar R.K., Kamaraj M., Seetharamu S., Anand Kumar S. 2017. A Pragmatic Approach And Quantitative Assessment Of Silt Erosion Characteristics of HVOF and HVAF Processed WCCocr Coatings and 16Cr5Ni Steel for Hydro Turbine Applications. Materials and Design, 132: 79-95.
  • [22] Singh G., Bala N., Chawla V. 2017. High Temperature Oxidation Behaviour of HVOF Thermally Sprayed Nicraly Coating on T-91 Boiler Tube Steel. Materials Today: Proceedings, 4: 5259-5265.
  • [23] Sadeghimeresht E., Markocsan N., Nylén P. 2017. Microstructural Characteristics and Corrosion Behavior of HVAF- and HVOF-Sprayed Fe-Based Coatings. Surface&Coatings Technology, 318: 365-373.
  • [24] Şahin Ş. 2019. Taguchi Yöntemi Kullanılarak WC/Co, WC/CoCr HVOF Kaplamanın Optimizasyonu ve Aşınma Özelliklerinin Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
  • [25] Şirin E., Şirin Ş., Turgut Y., Korkut İ. 2015. AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Frezelenmesinde Yüzey Pürüzlülüğünün Taguchi Metodu ile Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3 (1): 132-144.
  • [26] Turgut E., Dikici A. 2011. Optimization of design parameters of co-axial heat exchanger with with Taguchi method. 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), Elazığ, 278-281.
  • [27] Düzyol S. 2016. Taguchi Deneysel Tasarım Metodu Kullanılarak Karadon (Zonguldak) Kömürünün Yağ Aglomerasyonu Davranışının İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi MühendislikMimarlık Fakültesi Dergisi, 31(2): 77-84.
  • [28] Yalçın N., Kayır Y., Erkal S. 2017. AA 2024 Alüminyum Alaşımına Uygulanan Yaşlandırma Yöntemlerinin İşlenebilirliğe Etkisinin Taguchi ve ANOVA ile Araştırılması. Gazi Üniversitesi Politeknik Dergisi, 20 (4): 743-751.
  • [29] Yaka H., Akkuş H., Uğur L. 2016. AISI 1040 Çeliğinin Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Taguchi Metodu ile Optimizasyonu. CBÜ Fen Bilimleri Dergisi, 12 (1): 283-288.
  • [30] Bilici M.K., Bakır B., Bozkurt Y., Çalış İ. 2016. Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynak Tekniği ile Birleştirilen Farklı Alüminyum Levhaların Taguchi Analizi. Pamukkale Üniversite Müh. Bil. Dergisi, 22 (1): 17-23.
  • [31] Gür A.K., Kaya S. 2017. PTA Kaplamalarda Abrasive Aşınma Davranışının Değerlendirilmesinde; Bir Taguchi Yaklaşımı. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29 (2): 195-202.
APA VAROL ÖZKAVAK H, ÖZCAN s (2020). Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. , 931 - 942.
Chicago VAROL ÖZKAVAK Hatice,ÖZCAN serifesahin Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. (2020): 931 - 942.
MLA VAROL ÖZKAVAK Hatice,ÖZCAN serifesahin Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. , 2020, ss.931 - 942.
AMA VAROL ÖZKAVAK H,ÖZCAN s Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. . 2020; 931 - 942.
Vancouver VAROL ÖZKAVAK H,ÖZCAN s Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. . 2020; 931 - 942.
IEEE VAROL ÖZKAVAK H,ÖZCAN s "Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu." , ss.931 - 942, 2020.
ISNAD VAROL ÖZKAVAK, Hatice - ÖZCAN, serifesahin. "Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu". (2020), 931-942.
APA VAROL ÖZKAVAK H, ÖZCAN s (2020). Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(2), 931 - 942.
Chicago VAROL ÖZKAVAK Hatice,ÖZCAN serifesahin Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9, no.2 (2020): 931 - 942.
MLA VAROL ÖZKAVAK Hatice,ÖZCAN serifesahin Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol.9, no.2, 2020, ss.931 - 942.
AMA VAROL ÖZKAVAK H,ÖZCAN s Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020; 9(2): 931 - 942.
Vancouver VAROL ÖZKAVAK H,ÖZCAN s Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020; 9(2): 931 - 942.
IEEE VAROL ÖZKAVAK H,ÖZCAN s "Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu." Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9, ss.931 - 942, 2020.
ISNAD VAROL ÖZKAVAK, Hatice - ÖZCAN, serifesahin. "Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF)Yöntemiyle Kaplanmış Çelik ve Alüminyum Alaşımlarının Aşınma Özelliklerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu". Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9/2 (2020), 931-942.