Sert anodize kaplama prosesinin soğutma yükünün hesaplanması ve proses parametrelerinde karşılaştırmalı incelenmesi
Calculation of the cooling load of the hard anodizing coating process, and comperative investigation according to various aluminum alloys and process parameters
Yazar: BİNNUR MUTLU
Danışman: PROF. DR. DOĞAN ÖZGÜR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Alüminyum malzemeler üzerine uygulanan sert anodize kaplamanın amacı korozyon koruması sağlamak, malzemeyi yalıtkanlaştırmak ve yüksek aşınma dayanımı ile mekanik özelliklerini arttırmaktır. Bu tür kaplama sıklıkla uçak ve motor parçalarında kullanılmaktadır. Uluslararası terminolojide hard alüminyum oksidasyon veya hard anodizasyon olarak bilinen dilimize almancadan girmiş olan sert eloksal işlemi çok özel bir elektrokimyasal kaplamadır.Elektro kimyasal proses için kullanılan elektrolit sülfürik asit ve oksalik asitden oluşan asidik bir çözeltidir. Kaplanacak alüminyum elektroliz işleminin anodudur. Belirli ve kontrol edilen bir doğru akım yoğunluğu (DC), kaplanacak alüminyum (iş parçası) ile uygun bir katot arasında yine belirli bir süre için geçerlidir. Bu süre istenilen kaplama kalınlığına göre belirlenir. Proses sırasında ısı açığa çıkar. Elektrolitin proses sıcaklığında sabit tutulması için çevreden gelen ısı yükleri de dikkate alınarak proses boyunca soğutma yapılması gerekir.Tez çalışması kapsamında 1'inci Hava İkmal Bakım Merkezi'nde mevcut sert anodize prosesine uygun en fazla kapasitede kaplama yapılması durumunda gerekli olan soğutma yükü hesaplanmıştır. Ayrıca farklı alüminyum alaşımı (AA 2024, AA 6061, AA 7075) test parçaları üzerine proses parametreleri olan sıcaklık, akım yoğunluğu ve süre kriterleri değiştirilerek deneysel çalışmalar yapılmıştır. Test parçaları metalürji laboratuarında kaplama kalınlığı, oluşan yüzey sertliği ve aşınma dayanımları ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.Yapılan çalışmalar neticesinde en fazla kapasitede 1.5 saatlik bir kaplama sırasında 53,212 kWh enerji harcandığı ve test kuponlarının düşük sıcaklık (0 °C) ve 3 amper/dm2 akımda 2 saat de 7075 alüminyum alaşımı için en iyi sonuçları verdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
The purposes of the hard anodized coating process which is applied to aluminum materials are to provide corrosion protection, to decrease the conductivity and to increase mechanical properties by high abrasive strength. This type of coating is frequently used in airplane and engine parts. Hard eloxal process which is a very special electro-chemical coating is known as hard aluminum oxidation or hard anodizing in international terminology. Also, the name of process is turned into our language from german language.The electrolyte is an acidic solution which contains sulfuric acid and oxalic acid used for electro-chemical process. The coated aluminum is the anode of the electrolyse process. A certain and controlled direct current (DC) density is effectual (valid) for a certain period between coated aluminum (work piece) and proper cathode.This period is determined by the desired thickness of the coating. Heat reveals during the process. The process should be cooled by considering the environmental heat loads in process period to keep constant at process temperature.In this thesis, by experimental investigations, the required cooling load which is coated at desired capacity in 1st Air Supply and Maintenance Center according to proper hard anodizing process is determined by changing the time, current density and temperature criteria. These are process parameters of various aluminum alloy test pieces.As a result of the investigations, at full capacity and 1,5 hour coating, it was determined that 53,212 kWh energy was spent and test coupons give desired results for 7075 aluminum alloy in 2 hours period at low temperature (0 °C) and at 3 Ampere/dm2 current value.