Kalıp çeliklerinde aşınma davranışlarının iyileştirilmesi
Improvement of wear behavior on tool steels
Yazar: EDA ERDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHADIR UYULGAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Aşındırma = Abrasion ; Aşınma = Wear

Özet:
Bu tez çalışmasında plastik enjeksiyon kalıplarında kullanılan kalıp çeliklerinde karşılaşılan aşınma problemlerinin belirlenmesi ve kalıp malzemesi aşınmasını azaltmaya yönelik malzeme özelliklerin iyileştirilmesi ve geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Çeliklerin aşınma dirençlerini arttırmak amacıyla birçok çalışma yapılmakta ve endüstride çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Bu yöntemler arasında ise en ekonomik ve kolay uygulanabilir yöntem olarak yüzey sertleştirme gösterilebilir. Yüzey sertleştirme metotlarından borlama yöntemi daha yüksek yüzey sertliği ve dolayısıyla daha yüksek aşınma direnci sağladığından tercih sebebi olmaya başlamıştır.
Özetle bu tez çalışması plastik enjeksiyon kalıplarında kullanılan ön sertleştirilmiş ve ısıl işlem uygulanmış dört farklı takım çeliğine alternatif olarak görece düşük maliyetli, yüksek işleme kabiliyetine sahip 1.2311 çeliğinin borlama işlemi ile yüksek mekanik ve kimyasal özelliklere sahip kalıp çelikleri özelliklerine getirilmesi için borlama işlemi yapılarak yüksek performans elde edilmesini kapsamaktadır. Ayrıca bu konuya paralel olarak bu çalışmaya konu olan kalıp çelikleri arasında görece düşük maliyetli C1 çeliğinin ve 1.2311 alternatif çeliğinin kaplama sonrası XRD, Optik Mikroskop, spektral analiz, sertlik testi, aşınma testi ve yüzey profili tayini (yüzey pürüzlülüğü) incelemeleri yapılmıştır. Daha sonra borlama öncesi ve sonrası malzemenin aşınma ve sertlik özelliklerine olan etkileri incelenmiştir.

Abstract:
In this thesis, the main purpose is to determine the wear problems that are encountered in the mold steels which are being used in the plastic injection processes by focusing on improving the material properties in order to reduce the wear of the mold material. Various studies are being conducted and several methods are applied in the industry in order to improve the wear properties of the mold steels. In these applications, surface hardening can be cited as one of the most favourable methods because of its easy implementation and economic benefits. In the field of surface hardening, boronizing has started to become a widely used method because of the fact that it provides high surface hardness and therefore higher wear resistance than carburizing and nitriding.
As summary, 1.2311 steel has relatively low cost and high processing capability. This thesis presents an alternative to four different plastic injection molds, which are prehardened and heat-treated, by using 1.2311 steel. With boronizing, 1.2311 steel can have the necessary mechanical and chemical material properties and can be used in the industry as an alternative. In addition to the scope of this thesis, coated C1 steel and 1.2311 steel, which are used in the research, have been examined and analysis for the XRD, Optical Microscope, spectral analysis, hardness test, wear test and surface profile determination (surface roughness) have been conducted. The effects of the material on abrasion and hardness properties have also been examined before and after the boronizing process.