Elektrolitik Yöntemle Sert Krom Kaplanan Yapı Çeliğinde Kaplama Parametrelerinin Taguchi Metodu ile Optimizasyonu

Yıl 2020, , 7 - 14, 15.01.2020

Hasan Kır Serkan Apay

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.540183

Cited By: 3

Öz

Sert krom kaplama,
metallere aşınma direnci, korozyon direnci ve dekoratif görüntü kazandırmak
amacıyla yapılan bir yüzey kaplama işlemidir. Kaplama işlemi metallere birçok
farklı kaplama metodu ile uygulanabilmektedir. Bunlar; kimyasal buhar
biriktirme (CVD), fiziksel buhar biriktirme (PVD), diğer plazma kaplama
yöntemleri, yüksek hızda oksi-yakıt püskürtme (HVOF) ve elektrolitik kaplama
yöntemleridir. Elektrolitik sert krom kaplamada kaplama parametreleri büyük
önem taşımaktadır. Akım yoğunluğu, elektrolitik banyo sıcaklığı, anot katot
arası mesafe, banyo pH oranı ve kaplama süresi önemli parametrelerdir. Bu
çalışmada, yapı çeliğinin sertlik özelliklerine, elektrolitik yöntemle sert
krom kaplama parametrelerinden akım yoğunluğu, banyo sıcaklığı ve anot katot
mesafe değerleri incelenmiş ve optimum sertlik değerleri tespit edilmiştir. Taguchi
L₁₈ ortagonal dizin sıralamasına göre uygulanmış deneysel çalışma
sonucunun değerlendirilmesinde Sinyal/Gürültü (S/N) oranı temel alınmıştır. Kontrol
faktörlerinin sonuçlara etkisi Varyans analizi 
(ANOVA)  kullanılarak
hesaplanmıştır. Sonuç olarak, Taguchi yöntemi ile hesaplanan optimizasyon
değerleri ile deneysel çalışmada kullanılan aynı değerlerde en yüksek sertlik
değerine ulaşıldığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Elektrolitik Yöntem, Sertlik, Sert Krom Kaplama, Taguchi Metodu

Optimization of Coating Parameters in Hard Chrome Coated Structural Steel by Electrolytic Method with Taguchi Method

Öz

Hard chrome
plating is a surface coating process to give metals wear resistance, corrosion
resistance and decorative appearance. The coating process can be applied to metals
with many different coating methods. These; chemical vapor deposition (CVD),
physical vapor deposition (PVD), other plasma coating methods, high-speed
oxy-fuel injection (HVOF) and electrolytic coating methods. Plating parameters
are very important in electrolytic hard chromium plating. Current density,
electrolytic bath temperature, distance between anode cathode, bath pH ratio
and coating time are important parameters. In this study, hardness properties
of structural steel, current density, bath temperature and anode- cathode
distance values ​​of hard chrome plating parameters were investigated by
electrolytic method and optimum hardness values ​​were determined. Signal/Noise
(S/N) ratio was used in the evaluation of Taguchi L₁₈ orthogonal
sequence. The effect of control factors on the results was calculated using
Variance Analysis (ANOVA). As a result, it was observed that optimization
values ​​calculated with Taguchi method and highest hardness values ​​were
reached in the same values ​​used in the experimental study.

Anahtar Kelimeler

Electrolytic Method, Hardness, Hard Chrome Plating, Taguchi Method

Kaynakça

• Almotairi, A., Warkentin, A., & Farhat, Z. (2016). Mechanical damage of hard chromium coatings on 416 stainless steel. Engineering Failure Analysis, 66, 130–140. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2016.04.011.
• Bolelli, G., Cannillo, V., Lusvarghi, L., & Ricco, S. (2006). Mechanical and tribological properties of electrolytic hard chrome and HVOF-sprayed coatings, 200, 2995–3009. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.04.057.
• Borisenko, N., Zein El Abedin, S., & Endres, F. (2017). Electrodeposition from Ionic Liquids. Electrodeposition from Ionic Liquids. Wiley. https://doi.org/10.1002/9783527622917.
• Bozyazı, E., Ürgen, M., & Çakır, A. F. (2004). Comparison of reciprocating wear behaviour of electrolytic hard chrome and arc-PVD CrN coatings. Wear, 256, 832–839. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(03)00523-4.
• Browning, Myron E. (1994). ASM Handbook, Volume 5: Surface Engineering,. American Society for Metals.
• Chen, A., Qiu, X., Sridharan, K., Horne, W. G., Dodd, R. A., Hamdi, A. H., Conrad, J. R. (1996). Chromium plating pollution source reduction by plasma source ion implantation. Surface and Coatings Technology, 82(3), 305–310. https://doi.org/10.1016/0257-8972(95)02745-9.
• Demirsöz, R., Polat, R., Türk, A., & Erdoğan, G. (2018). Yüksek fırın granüle cürufunun sert kaplama uygulanmış ve uygulanmamış çeliklere karşı erozif aşındırma davranışının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 1–17. https://doi.org/doi.or./10.17341/gazimmfd.416467.
• Doubek, P., & Filípek, J. (2011). Abrasive and erosive wear of technical materials. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 59(3), 13–21.
• Emre, H. E. (2015). Taguchi Yöntemi ile Nokta Direnç Kaynaklı TWIP Çeliklerin Dayanım Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 4, 293–304. https://doi.org/10.29130/dubited.476683.
• Fedrizzi, L., Rossi, S., Bellei, F., & Deflorian, F. (2002). Wear–corrosion mechanism of hard chromium coatings. Wear, 253(11–12), 1173–1181. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(02)00254-5.
• Gür, A. K. (2013). Investigating the Wear Behaviour of FeCrC/B4C Powder Alloys Coating Produced by Plasma Transferred Arc Weld Surfacing Using the Taguchi Method. Materials Testing, 55(6), 462–467. https://doi.org/doi.org/10.3139/120.110463.
• Gür, A. K., & Kaya, S. (2017). PTA Kaplamalarda Abrasive Aşınma Davranışının Değerlendirilmesinde; Bir Taguchi Yaklaşımı. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi, 29(2), 195–202. Retrieved from http://dergipark.gov.tr/fumbd/issue/31208/339599.
• İpek, R., & Erdoğan, M. (2006). Motor yağı takviyelerinin, aşınma mekanizmalarına etkisinin deneysel araştırılması. Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 12, 67–78. Retrieved from http://dergipark.gov.tr/dpufbed/issue/36177/407934.
• Kahraman, F., Gençer, G. M., & Karadeniz, S. (2013). Plazma nitrürlenmiş X40CrMoV5-1 yüksek alaşımlı çeliğin aşınma davranışının incelenmesi. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 28(1), 7–14. Retrieved from http://dergipark.gov.tr/gazimmfd/issue/6702/89053.
• Kara, F., Özbek, O., Kam, M., & Saruhan, H. (2017). AISI 4140 ıslah çeliğinin tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü ve titreşimin Taguchi metodu ile optimizasyonu. In Internatıonal Academıc Research Congress (INES 2017) (pp. 1132–1140).
• Karuppasamy, S., Sivan, V., Natarajan, S., Kumaresh Babu, S. P., Duraiselvam, M., & Dhanuskodi, R. (2018). Establishment of Wear Resistant HVOF Coatings for 50CrMo4 Chromium Molybdenum Alloy Steel as an Alternative for Hard Chrome Plating. Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, 1–11. https://doi.org/10.1007/s40032-018-0459-1.
• Lausmann, G. A. (1996). Electrolytically deposited hardchrome. Surface and Coatings Technology, 86–87, 814–820. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(96)02973-8.
• Lindsay, J. H. (1999). Decorative and Hard Chromium Plating. Plating & Surface Finishing, (1), 46–48.
• Masmiati, N., & Sarhan, A. A. D. (2015). Optimizing cutting parameters in inclined end milling for minimum surface residual stress – Taguchi approach. Measurement, 60, 267–275. https://doi.org/10.1016/J.MEASUREMENT.2014.10.002.
• Perianu, I. A. (2016). HVOF Thermal Spray Alternative for Hard Chrome Plating Process. Advanced Materials Research, 1138, 139–146. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1138.139.
• Rebholz, C., Ziegele, H., Leyland, A., & Matthews, A. (1999). Structure, mechanical and tribological properties of nitrogen-containing chromium coatings prepared by reactive magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology, 115(2–3), 222–229. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00240-6.
• Salvador Barbato, R., Jilberto Ponce, F., Marcelo Jara, L., Jacqueline Cuevas, S., & A., R. E. (2008). Study of the effect of temperature on the hardness, grain size, and yield in electrodeposition of chromium on 1045 steel. Journal of the Chilean Chemical Society, 53, 1429–1432. https://doi.org/10.4067/S0717-97072008000100022.
• Saraç, A. S. (1995). Metal Kaplama ve Elektrokimyasal Teknolojiler. İstanbul: Çağlayan Kitabevi.
• Schlesınger, M., & Paunovic, M. (2014). Modern Electroplating, Fifth Edition. Journal of The Electrochemical Society (Vol. 111). Wiley.
• Yıldırım, M. S., Gülenç, B., Kahraman, N., Durgutlu, A., Kaya, Y., & Çakıroğlu, R. (2019). Nokta Direnç Kaynağı ile Birleştirilen Titanyum Levhaların Çekme-Makaslama Dayanımlarının Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. Journal of Polytechnic. https://doi.org/10.2339/politeknik.426645.