Yüzey hazırlama işlemlerinin kauçuk ile metalin yapışmasına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of surface preparation procedures on the adhesion of rubber and metal
Yazar: GİZEM KAYA
Danışman: DOÇ. DR. BETÜL SULTAN YILDIZ
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yüzey İşlem ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kauçuk ile metal parçalar günümüzde çeşitli sektörlerde farklı amaçlarla kullanılmaktadır. Otomotiv sektöründe, hava süspansiyon körüklerinde bağlantı elemanı olarak kullanılan metal parça ile kauçuk parçanın birleşmesi için; metal parça yüzeyine yapıştırıcı sistem uygulanır. Burada kullanılan metal parçaya boyalı tas adı verilir. Vulkanizasyon adı verilen sıcaklık ve basınç altındaki pişirme işlemi sayesinde boyalı tas ile kauçuk arasında bağ oluşur. Bu bağın yeterli miktarda olması; hava süspansiyon körüğünün kritik özelliklerinden biri olan sızdırmazlık özelliği kazanması açısından önem taşımaktadır.

Boyalı tasların üretim aşamaları; yağ alma, kumlama, aktivasyon, fosfatlama, durulama, pasivasyon ve kurutma işlemleridir. Bu işlemler; kauçuk ile metalin birleştirilmesi için metal parçanın yüzeyine uygulanan ve yapışma kuvvetine etki eden kritik işlemlerdir. 
Bu çalışmada hava süspansiyon körüklerinde kullanılan boyalı alt tasın üretim aşamalarındaki yüzey hazırlama işlemlerine ait değişkenlerin, yapışma mukavemetine olan etkisi incelenmiştir. Yüzey hazırlık işlemleri sırasındaki sıcaklık, konsantrasyon, viskozite gibi kriterler sayısal olarak ölçülmüş ve ASTM D429 standardına göre test numuneleri hazırlanmıştır. Deneysel tasarımda ortogonal tablolar kullanılmıştır. Numuneler hazırlanırken aynı kauçuk lotu kullanılmış ve vulkanizasyon süresi sabit tutulmuştur. Bu numuneler kopma uzama test cihazı yardımıyla test edilmiş ve yapışma kuvvetleri incelenmiştir. Yüzey hazırlık işlemlerindeki banyoların temizliğinin ve fosfatlama işleminin yapılmasının kauçuk metal yapışmasını artırıcı yönde etkisi olduğu tespit edilmiş ve ön yıkama işleminin ise anlamlı bir fark oluşturmadığı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Today, rubber and metal parts are used for different purposes in various sectors. In the automotive sector, in order to join the metal part used as a connecting element in air suspension bellows and the rubber part; an adhesive system is applied to the surface of the metal part. The metal part used here is called a painted bowl. Thanks to the cooking process under temperature and pressure called vulcanization, a bond is formed between the painted bowl and the rubber. The sufficient amount of this bond is important in terms of sealing, which is one of the critical features of the air suspension bellows.

The production stages of the dyed stones are degreasing, sandblasting, activation, phosphating, rinsing, passivation and drying processes. These processes are critical processes that are applied to the surface of the metal part for joining rubber and metal and affect the adhesion force. 

In this study, the effect of the variables of surface preparation processes during the production stages of the painted substrate used in air suspension bellows on the adhesion strength was investigated. Criteria such as temperature, concentration, viscosity during surface preparation processes were measured numerically and test specimens were prepared according to ASTM D429 standard. Orthogonal tables were used in the experimental design. The same rubber lot was used for the preparation of the specimens and the vulcanization time was kept constant. These specimens were tested with the help of elongation at break tester and their adhesion strength was analyzed. It was found that the cleaning of the baths in the surface preparation processes and the phosphating process had an effect on increasing the rubber-metal adhesion, and it was concluded that the pre-washing process did not make a significant difference.