Seçici lazer ergitme (SLM) yöntemi kullanılarak elde edilen kendinden yağlayıcı yüzeylerin tribolojik davranışlarının belirlenmesi

Abstract

Makine endüstrisinde, ortaya konulan ürünlerin uzun ömürlü olması beklenmektedir. Makine ve ekipmanların ömrünü kısaltan en önemli nedenlerden birisi de aşınma hasarıdır. Aşınma hasarının önüne geçilmesi için, yapılan tasarımın iyi olmasının yanında temas yüzeyleri arasında da bir de yağlayıcının uygulanması kaçınılmazdır. Aşınma oranını azaltmak için kullanılan bir yöntem de kendinden yağlayıcı yüzeylerin kullanımıdır. Günümüzde kendinden yağlayıcı olarak katı yağlayıcı filmlerin kullanımının yanı sıra, üretimi sonrası sıvı yağlayıcı emdirilme suretiyle toz metalurjisi ile üretilen sinterlenmiş yüzeyler de oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle son zamanlarda eklemeli üretim yöntemleriyle de sinterlenmiş yataklar elde edilmeye başlanmıştır. Bu yöntemin toz metalurjisine göre avantajı, geometri sınırının olmayışıdır.Bu çalışmada bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve analiz programlarında kendinden yağlayıcı özellikte üç farklı geometri tasarlanarak bu geometrilerin bilgisayar ortamında yağ akış modellemesi yapılmıştır. Akış modellemesinden alınan veriler ışığında, kendi yüzeyini en iyi yağlayan tasarım seçici lazer ergitme (SLM) metodu ile üretilmiştir. Üretimde 316L paslanmaz çelik tozları kullanılmıştır. Daha sonra üretilen numuneler iki gruba ayrılmıştır. İlk gruba ait numuneler, sıvı yağlayıcıda bekletilmiş ve bu numunelere yağ emdirilmiştir. Diğer bir gruba herhangi bir işlem yapılmamıştır. Aşınma testleri 5 ve 10 Newton(N) yükte, 100 ve 200 devir/dakika hızda yapılmıştır. Aşınma testlerinin ardından numunelerin aşınma hacimleri, 3D profilometre cihazıyla hesaplanmıştır. Son olarak numunelerin iç yapısı ve aşınma izlerine elektron mikroskobuyla (SEM) bakılmıştır.Çalışma sonucunda, yağa emdirilmiş numunelerde yağın numune yüzeyine çıktığı ve yağ emdirilmemiş numunelerle kıyaslandığında aşınma oranının düşürüldüğü görülmüştür. Dolayısıyla yapılan tasarımın kendi kendini yağlayıcı özellikte olduğu akış modellemesinde saptandığı gibi tribolojik testlerde de görülmüştür.

In the machinery industry, it is expected that the products used will be long serviceable. Wear damage is one of the most important factors that reduce the life span of machinery and equipment. In addition to good design, it is inevitable to apply a lubricant between the contact surfaces to prevent wear damage. One of the methods used to reduce the wear rate is the use of self-lubricating surfaces. Today, besides the use of solid lubricant films as self-lubricant, sintered surfaces produced by powder metallurgy by impregnation with liquid lubricant after production are also widely used. With the development of technology, sintered bearings have started to be produced by additive manufacturing methods in recent years. The advantage of this method over powder metallurgy is that it allows to obtain complex geometric products due to the lack of geometry limit.In this study, three different geometries were designed in computer aided design (CAD) and analysis programs and lubricant flow modeling was done in computer environment. In the data light from the flow model, the best lubrication design of its surface is produced by the selective laser melting (SLM) method. 316L stainless steel powders are used in production. As a result of the data obtained from the flow model, the best design which lubricates its own surface was produced by the selective laser melting (SLM) method. 316L stainless steel powders are used in the production. And then the produced samples were divided into two groups. The samples of the first group were kept in the liquid lubricant and the samples were impregnated with oil. Any treatment was not applied to the other group. Wear tests were performed at 5-10 Newton (N) loads and 100-200 (RPM) velocities. After the wear tests, the wear volumes of the samples were calculated by 3D profilometer. Finally, the internal structure of the samples and the areas of wear were examined by Scenning electron microscopy (SEM).As a result of this study, it is seen that, the oil has been reached the samples surface and when compared with untreated samples, the wear rate is reduced. Hence, it has been seen in tribological tests as well as in the flow model that the design is self-lubricating.