HK33E
G3 piyade tüfeği silah kurma mekanizmalarında aşınan parçaların çalışma performanslarının artırılması / Improving operational performance of wearing parts of the HK 33E / G3 infantry rifle mechanisms
Yazar: AYHAN AYTAÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN SERT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Ateşli silahlar = Firearms ; Fiziksel buhar biriktirme = Physical vapour deposition ; Triboloji = Tribology ; Yüzey kaplama = Surface coating

Özet:
Bu çalışmada MKE Kırıkkale tesislerinde üretilen HK33E piyade tüfeklerinde aşınan bazı parçaların kaplamasız ve AlTiN / CrN ince film ile kaplı olarak kullanılması sonucunda, aşınma performanslarında meydana gelen değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır.Aşınarak silahların çalışma düzenini bozan, tutukluk yapmasına neden olan ve sıkça değiştirilen kurma kolu ve kovanın atılmasına neden olan tırnak malzemesine (16MnCr5 (AISI 5115) ve 32NiCrMo145 (UK Standardı 830M31)) Ark PVD (Physical Vapour Deposition) yöntemiyle Alüminyum Titanyum Nitrür (AlTiN) ve Krom Nitrür (CrN) kaplanmıştır. ASTM standartlarına göre aşınma deneyleri (model testi) ve ayrıca bileşen testi yapılmış, aşınma deneylerinin planlanması ve elde edilen sonuçların aşınma performansına etkisinin değerlendirilmesi Taguchi deney tasarım tekniği ile yapılmıştır. Deneylerde taban malzeme, kayma hızı, kayma mesafesi, yük, yüzey durumu ve çalışma ortamı değişken parametreler olarak kullanılmıştır.AlTiN ve CrN kaplanmış deney numuneleri üzerinde, kaplama kalınlığı, yüzey pürüzlülüğü, sertlik ve taban malzemeye olan yapışma kabiliyetlerinin belirlenmesi için çeşitli karakterizasyon deneyleri yapılmıştır.Aşınma deneyleri düz yüzey üzerinde bilye (ball on plate) deney düzeneğinde gerçekleştirilmiş, kaplamalı numunelerde ölçülebilir düzeyde aşınma elde edilemediğinden ASTM G133 standartlarına uygun olarak karşı malzemedeki hacimsel kayıp aşınma kriteri olarak seçilmiştir. Bileşen testleri, orijinal silah parçalarının (kurma kolu ve tırnak) çalışma ortamı benzetilerek (simülasyon) gerçekleştirilmiş, numunelerdeki ağırlık kaybı ve profil ölçülerindeki değişim kriter olarak alınmıştır.Laboratuar ve Performans (bileşen) testleri sonucunda AlTiN ve CrN kaplamalı numunelerde aşınma ömrünün 2-5 kat arttığı, aşınmaya karşı en iyi performansın AlTiN kaplı numunelerde gerçekleştiği görülmüştür. Elde edilen sonuçların literatüre uygun olduğu değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler : PVD, Silah, Yüzey Kaplamaları, Triboloji

Abstract:
In this study, it was aimed to determine the changes in wear performances of some parts that are worn in HK33E Infantry Rifles, produced at Kırıkkale Facility, after using these parts as uncoated and thin coated with CrN and AlTiN film.The extractor material which causes to throw the case out and the bolt handle which causes malfunctions in the rifles frequently because of wear, and also should be changed frequently, were coated with Aluminum Nitride (AlTiN) and Crom Nitride (CrN) by 16MnCr5(AISI 5115) and 32NiCrMo145 (UK Standard is 830m31) Ark PVD (Physical Vapor Deposition) method. Wear experiments and a component test were done according to ASTM standards, the planning of the wear experiments and the evaluations of the effects of the results that are obtained were done using Taguchi Experiment Techniques. In the experiments, base material, sliding speed, sliding distance, load, surface condition and work area were used as variable parameters.A variety of experiments were done on the AlTiN and CrN coated test samples in order to determine coating thickness, surface roughness, hardness and adhesion ability to the base material.Wear experiments were done on a flat surface with a ball on plate experimental setup. Since a measurable amount of wear could not be obtained from the coated samples, volumetric loss in the contrary material was chosen as the wear criteria compatible with ASTM G133 standards. Component tests were performed as simulating the working environment of the original components (bolt handle and extractor), the loss of weight and the change in profile dimensions were used as criteria.At the end of the Laboratory and Performance tests, it was observed that the wear lifetime of the samples coated with AlTiN and CrN increased 2 to 5 times and the best performance against wear was seen in the AlTiN coated samples. It is evaluated that the results obtained are in accordance with the literature.Key Words : PVD, Gun, Surface Covering, Tribology