Abrasion of Lamellar and Spheroidal Graphite Cast Iron Cams by Block-Ring Method

Year 2024, Volume: 3 Issue: 2, 12 - 16, 16.01.2025

Ersin Arslanbulut , Burhan Selçuk

Abstract

In this article, wear losses of lamellar and spheroidal graphite cast iron cam samples without any heat treatment were investigated. Lamellar graphite cast irons are the most economical cast iron type. Spheroidal graphite cast irons are more expensive due to the production method and are a higher quality cast iron group in terms of mechanical properties. Both are used in the automotive sector. Both lamellar and spheroidal graphite cast samples were abraded at 3 different rotational speeds and 3 different loads. The abrasion process was carried out on a cam profile measuring bench. Both weight loss measurements were made and the regions where the wear occurred were tried to be estimated by measuring the cam profile after wear. In the wear tests carried out under the same rotational speed and load, lamellar graphite cast samples showed that they were abraded more than spheroidal graphite cast samples. It is thought that this difference can be explained by the effect of the graphite structure in lamellar graphite castings. Although lamellar graphites in lamellar graphite cast samples have lubricating properties, their fine structures break and increase wear.

Keywords

Lamellar graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron, cam, wear

Lamel ve Küresel Grafitli Dökme Demir Kamların Blok-Bilezik Yöntemi İle Aşındırılması

Abstract

Bu makalede herhangi bir ısıl işlem yapılmamış lamel ve küresel grafitli dökme demir kam numunelerinin aşınma kayıpları incelenmiştir. Lamel grafitli dökme demirler en ekonomik dökme demir türüdür. Küresel grafitli dökme demirler ise üretim yöntemi nedeniyle daha pahalı olup mekanik özellikler yönünden daha kaliteli bir dökme demir grubudur. Her ikisi de otomotiv sektöründe kullanılmaktadır. Hem lamel hem de küresel grafitli döküm numuneler 3 farklı dönme hızında ve 3 farklı yük altında aşındırılmışlardır. Aşındırma işlemi bir kam profil ölçme tezgahında yapılmıştır. Hem ağırlık kaybı ölçümü yapılmış hem de aşınma sonrası kam profil ölçümü yaparak aşınmaların hangi bölgelerden olduğu tahmin edilmeye çalışılmıştır. Aynı dönme hızı ve yük altında yapılan aşınma deneylerinde, lamel grafitli döküm numuneleri küresel grafitli döküm numunelerden daha fazla aşındığını göstermiştir. Bu farkın, lamel grafitli dökümdeki grafit yapısının etkisiyle açıklanabileceği düşünülmektedir. Lamel grafitli döküm numunelerinde bulunan lamel grafitler, yağlayıcı özellik gösterse de, ince yapıları kırılmakta ve aşınmayı artırmaktadır.

Keywords

Lamel grafitli dökme demir, küresel grafitli dökme demir, kam, aşınma

References

• Ansari, Z., M. Anwar, M., Ahmed, M. Y., (2017). Finite Element Structural Analysis of Automobile Camshaft. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology, Vol. 5, pp. 466-468.
• Bilici, M.K., (2004). ‘‘Alaşımsız Dökme Demirlerin Aşınma Özelliği’’, M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Blau, P., (1997). Fifty Years of Research on The Wear of Metals. Tribology International Volume 30 Number 5, 321-331.
• Bongale, V., Kapilan, N., (2016). Static and Rotor Dynamic Analysis of Camshaft using Finite Element Analysis. International Journal for Ignited Minds, 3(6), 102-109.
• Czichos, H., Habig, K.,(1992). Tribologie Handbuch - Reibung und Verschleiss. Germany.
• Davis, J.R., (1996). ASM Specialty Handbook: Cast Irons, ASM International.
• Erdemir Y., (2006). Çelik yüzeylerin kaplanması, Erdemir Bilim ve Teknoloji Serisi, 1-8s, Karabük.
• Erdoğan, M., (2000) ‘‘Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özelliği’’, Nobeli Yayın Dağıtım , Cilt. 1, Ankara.
• Ersümer, A., Uzunova, T., (1971). Demir Döküm, İTÜ Matbaası’’, İstanbul.
• Hutchings, I., (1992). Tribology: Friction and Wear Engineering Materials. London: Butterworth-Heinemann.
• Kragelskii, I., (1965). Frictioned Wear. Butterworths, (s. 346). Washington.
• Saraçoğlu, M.H., (2007). D2 çeliğinden üretilmiş ve değişik şartlarda plazma nitrürlenmiş zımbaların aşınma davranışının incelenmesi. Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi). 71s, Bursa.
• Wang, C.C., Hwang, J.R., (1994). Surface hardening of AISI 4340 steel by electron beam treatment, Surface and Coatings Tech., Vol. 64, 29-33.