Cam Şekillendirme Makinalarındaki Aşınan Parçalara Uygulanan Yüzey İşlemlerinin Performansa Etkileri

Abstract

Sürtünerek çalışan makina elemanlarında belirli bir süre sonra ortaya çıkan aşınma problemlerini azaltmak için birçok yüzey iyileştirme teknikleri uygulanmaktadır. Cam şekillendirme makinalarında mevcut kalıp kolu malzemesi olan AISI 420’ye alternatif olarak seçilen yüzeyi kaplanmış (nitrokarbürleme, sert krom kaplama, akımsız nikel kaplama ve borlama) üç farklı kalitede çelik (AISI 1040, AISI 4140 ve AISI 5140 kalite çelikler) malzeme, kalıp kollarındaki gerçek aşınma şartlarını simule edebilecek şekilde tasarlanan laboratuar deneyleri için standart numuneler olarak hazırlanmıştır. Bu malzemelerin seçilmesinde kolay temin edilebilirlik, kolay işlenebilirlik, uygun fiziksel ve kimyasal özellikte olmasınına ilave olarak maliyet faktörü de göz önünde bulundurulmuştur. Hazırlanan numunelere metal-abraziv, metal-metal ve ileri-geri aşınma deneyleri yapılarak aşınma davranışları incelenmiştir. Oda sıcaklığında yapılan deneylerde nem ve sıcaklık sabit tutulmuştur. Metal-metal aşınma deneyleri, M2 kalite takım çeliği üzerinde, metal-abraziv aşınma deneyleri ise SiC abraziv bantlar üzerinde gerçekleştirilmiştir. İleri-geri aşınma deneyinde ise aşındırıcı olarak alimüna bilye kullanılmıştır ve deney sonuçunda aşınma iz alanları yardımıyla yüzey pürüzlülükleri ve sürtünme katsayıları elde edilmiştir. Farklı kalitede çelikten imal edilmiş olan kaplanmış taban malzemelerine uygulanan aşınma deneyleri sonucunda bor kaplı AISI 4140 kalite çeliği kullanım ömrü açısından en yararlı seçim olacağı tespit edilmiştir.

For decreasing the wearing based problems at machines, which work with frictioning, several surface treatment techniques are applied. As alternatives to the existing arm mould material AISI 420, various kinds of steel (AISI 1040, AISI 4140, AISI 5140) is coated with different kinds of coatings as nitrocarburizing, hard chrome coating, boronizing and electroless nickel coating. To simulate the real working condition of arm moulds at the laboratory conditions, standard specimens are prepared for pin on disc tests. The selection criteria’s for these materials can be stated as; easy to find at hardware market, easy to machine, appropriate physical and chemical properties and the cost effectiveness of these materials. Metal-metal, metal-abrasive and reciprocating wear tests are applied on specimens and their wearing behavior is analyzed. Humidity and temperature was kept constant during tests. At metal-metal wearing tests, specimens were tested on M2 steel. At metal-abrasive tests, specimens were tested on SiC abrasive belts. At reciprocating tests, alumina ball is used as abrasive and at the end of this test, with the help of worn dot spots, surface roughness and friction coefficients are obtained. As the results of the wear tests, the boronized AISI 4140 steel is determined as the most wear resistant material in the our studied steels and suitable to use as the arm mould material in the glass forming machines.