Effects of micro arc oxidation (MAO) coatings on wear resistance of high pressure die cast aluminium alloys for application hydraulic valves in mechatronics

Abstract

Hidrolik sistemlerdeki en önemli elemanlardan biri de valflerdir. Hidrolik valfler hidrolik akışkanın gideceği yönü belirleyen, istenildiğinde yönünü değiştiren, akışkanın basıncını ve debisini kontrol eden devre elemanlarıdır. Teknolojinin gelişmesiyle beraber valfler de gelişme göstermiştir. Programlanabilen, uzaktan kumanda edilebilen el yardımı ile çalışan ve otomatik valfler üretilmeye başlanmıştır. Bir sistemin çalışmasına olanak sağlayan bu valfler, uçaklarda, robotik sistemlerde, otomotiv sanayinde ve daha birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Bu çalışmada hidrolik valfler üzerindeki aşınmalara yeni bir alternatif olarak alüminyum alaşımı üzerine oksit kaplaması önerilmektedir. Seramik davranış göstermesi beklenilen kaplamalı alüminyumların, sertliklerinin korozyona karşı dirençlerinin ve yorulma eğilimlerinin seramikler gibi yüksek olması en büyük beklentidir. Bu çalışmayla, bu özellikleri kazanan alüminyumların aşınma dirençlerinin yüksek olması gereken uygulamalarda verimi arttıracağı ispatlanmaya çalışılmıştır. Seramiğe bir alternatif bulunmak istenilmesinin nedeni maliyeti düşük seramik özellikli malzeme arayışıdır. Mikro ark oksidasyon yöntemi alüminyum alaşımlarının korozyon direncini arttırmak için yapılan en etkili yüzey işlemlerinden biridir. Bu çalışmada AA6063 alaşımının yüzeyine mikro ark oksidasyon yönetimi ile kaplama yapılmış ve kaplama kalınlığının aşınma eğilimleri deneyler ile tespit edilmiştir. Deney sonuçları sonunda bu kaplama yöntemi sayesinde direnci düşük alüminyum alaşımının aşınma direnci oldukça yüksek hale geldiği tespit edilmiştir. Bu çalışmayla seramik malzemelerin aşınmasını etkileyen parametreler açıklanmış, alüminyum kaplama kalınlıkları ile seramik malzemelere uygulanan aşınma oranları hakkında bilgi verilmiştir. Valflerde dövme veya basınçlı döküm alüminyum üzerine seramik kaplama ilk defa uygulanmaktadır. Bu çalışmayla ilgili yapılan deneysel araştırmaların valf tasarımında bir yenilik olduğu değerlendirilmektedir.Anahtar Kelimeler: Kaplama, Hidrolik Valfler, Mikro Ark Oksidasyon, Aşınma Eğilimi, Seramik

Valve is among the most important elements in hydraulic systems. Hydraulic valves to determine the direction in which the hydraulic fluid, changes the desired direction, the circuit elements that control the fluid pressure and flow rate. The valves have improved with the development of technology. Programmable, manual and automatic valves that can be controlled remotely began to be produced. These valves, which allow the operation of a system without manual intervention, aircraft, and robotic systems, are used in the automotive industry and many different areas. In this study, the wear on the hydraulic valves oxide coating on aluminum alloy is recommended as an alternative. The expected behavior of ceramic coated aluminum show, not as high corrosion resistance of ceramics of the biggest trends of stiffness and fatigue expectations. In this study, the corrosion resistance of aluminum has tried to demonstrate these features winning will increase efficiency in the application should be high. Ceramics The reason is intended to be a low cost alternative to ceramic materials featured quest. Micro-arc oxidation is one of the most effective surface treatments done to improve the corrosion resistance of aluminum alloys. In this study, AA 6063 with surface micro-arc oxidation coating made of alloy and the coating thickness was determined by wear trends experiments. By this coating, resistance test results showed that low wear resistance of aluminum alloy has become quite high. This work describes the parameters affecting the wear of ceramic materials with information about wear rates applied to ceramics with aluminum coating thickness are given. Ceramic coating is applied for the first time on forging or die cast aluminum valves. The valve design of experimental studies of the present study is considered to be a novelty.Keywords: Coating, Hydraulic Valves, Micro-Arc Oxidation, Abrasion Tends, Ceramic