Katı film yağlayıcıların farklı ortam şartlarında tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of tribological properties of solid film lubricants under different environmental conditions
Yazar: YİĞİT İMECE
Danışman: PROF. DR. BEDRİ TUÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Sürtünme = Friction ; Triboloji = Tribology ; Yağlama = Lubrication

Özet:
Birbirine temas eden iki yüzeyde sürtünmeyi azaltmak ve aşınma hasarlarını minimize etmek için yüzeyleri viskoz bir akışkan ile ayırmak ideal çözüm olarak düşünülür. Fakat bazı durumlarda yüzeylerin temasını engellemek mümkün değildir.  Ayrıca mekaniksel sistemler ekstrem durumlar olarak tabir edilen yüksek sıcaklık, aşırı yük, vakum, düşük çalışma hızları vb. şartlar altında çalışmak zorunda kalabilir. Böylesi durumlarda tribolojik kayıpları en aza indirme yöntemlerinden biri de katı yağlayıcıları kullanmaktır. Katı yağlayıcılar sahip oldukları katmanlı kristal kafes yapısı sayesinde başarılı tribolojik sonuçlar ortaya çıkarmaktadırlar. Katı yağlayıcılar tek başlarına kullanılabildiği gibi sıvı yağlayıcılarada katkı olarak eklenebilirler. Bu çalışmada günümüzde katı yağlayıcı olarak yaygın kullanılan MoS2 ve grafit tozları AISI 1008 çeliğinden imal edilmiş 10mm çapında ve 20mm boyundaki numunelere sürme-sıvama metodu ile kaplanmıştır. Kaplanan numunler CAD kullanarak tasarlanan ve imal edilen pin-disk tipi tribometre cihazı sayesinde tribolojik özellikleri incelenmiştir. Cihazda kullan disk yüzey sertleştirme işlemi ile 55 HRC sertliğe sahip AISI 1040 çeliğidir. Deneyler kuru, yağlı ve yağ + MoS2 katkısı içeren üç farklı ortam altında yapılmıştır. Yağ olarak 80W dişli yağı kullanılmıştır. Sonuç olarak kaplamasız yüzey sürtünmesine göre MoS2  ve grafit kaplamanın sürtünme direncini  %50-70 oranında kuru ortamda düşürdüğü tespit edilmiştir. Yağlı ortam içersinde ise MoS2`in grafite oranla daha iyi sürtünme katsayısı değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Yağ içersine katkı olarak katılan MoS2 sinerji etkisinden dolayı grafit kaplamalarda daha iyi sonuç vermiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlara göre aşınma için istatiksel analiz yapılmıştır. Bunun sonucunda %95 sistem güvenilirliği için MoS2 ve grafit numunelerin ömür değerleri bulunmuştur.

Abstract:
Reduce friction and wear on both surfaces in contact with each other in order to minimize damage to the surfaces of the viscous fluid is considered to be the ideal solution to separate. But in some cases is not possible to avoid the contact surfaces. In addition, mechanical systems may have to work under such conditions like high-temperature, overload, vacuum, low operating speeds and so on that we call extreme conditions. One of the methods to minimize losses in such cases, the tribological use of solid lubricants. With their layered crystal lattice structure of the solid lubricant trace a successful tribological results. Solid lubricants can be used alone or additive for liquid lubricants. In this study, 10mm in diameter and 20mm length made of AISI 1008 steel samples coated with graphite and MoS2 powders which widely used today as a solid lubricant with lead-spinning method. The samples tested by pin-disc type tribometer device that CAD designed and manufactured. Use the disk surface hardening process, the device has a hardness of 55 HRC AISI 1040 steel. Experiments did in three different environment which are dry, oil and oil + MoS2 additive. 80W gear oil is used as an oil. As a result, MoS2 and graphite coating decrase the surface friction resistance at 50-70% for dry environment. In the oil environment MoS2 in have a better coefficient of friction than graphite. Participating as a contribution to the oil into the graphite coating gave better results due to synergy effects MoS2. According to the test results of the samples a statistical analysis was conducted for wear. As a result, wear life of MoS2 and graphite samples calculated for 95% reliability of the system.