Sıcak-Dövme Döküm Malzemelerin Performans Özelliklerini İyileştirmeye Yönelik Kaplama Koşullarının Karşılaştırılması
Comparison of Coating Conditions for Improving Performance Properties of Hot-Forged Casting Materials
Yazar: Yargıç, Adife Şeyda; Eren, Bünyamin; Özbay, Nurgül
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 21, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Alkaline/acidic zinc coating,Cataphoresis coating,Corrosion performance,Hot-forged cast materials ; Alkali/asitli çinko kaplama,Kataforez kaplama,Korozyon performansı,Sıcak-dövme döküm malzemeler

Bu çalışmanın amacı, otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılan iki adet sıcak-dövme döküm malzeme üzerine ekonomik olan iki tür kaplamanın (çinko + kataforez) birlikte uygulanması ile düşük mikronlarda, korozyon performansı yüksek döküm parçalar üretilmesidir. Çalışma kapsamında, F899 ve F990 sıcak-dövme döküm malzemeler üzerine öncelikle alkali çinko, alkali çinko-demir, alkali çinko-nikel, asitli çinko ve asitli çinko-nikel ortamda 12-15 µ çinko kaplama, ardından 20-25 µ kataforez kaplama yapılmıştır. Sıcak-dövme döküm parçaların karakterize edilmesi amacıyla kaplama işlemi öncesinde, sırasında ve sonrasında mürekkep, hogabom, şok, pull-off adhezyon, su direnci, tuz sisi, taş çarpma, çevrimsel korozyon ve scab korozyon performansı testleri uygulanmıştır. Ayrıca, x-ışını kırınım cihazında çinko kaplama kalınlık ölçümü yapılmış ve taramalı elektron mikroskobunda da fosfat kristal görünümü alınmıştır. 20 dakika yağ alma işlemi uygulanan numunler mürekkep testini, 10 dakika kumlama işlemi uygulanan numuneler hogabom testini, 10 dakika ultrasonik yağ alma işlemi uygulanan numuneler ise şok testini geçmiştir. Pull-off adhezyon testinde, malzemelerin 263-493 psi aralığında değişen kopma mukavemetine sahip oldukları belirlenmiştir. X-ışını kırınım cihazı kullanılarak, alkali ve asitli ortamlarda çinko kaplanan numunelerin kaplama kalınlıkları sırasıyla 12,53-14,23 µ ve 12,09-14.17 µ aralıklarında ölçülmüştür. Ortamın asitlik derecesine bağlı olarak diğer analizlerde farklı sonuçlar elde edilmiştir. Asitli-çinko kaplama yapıldığında tuz sisi, çevrimsel korozyon ve scab korozyon performansı test sonuçları uygun kabul edilirken, alkali-çinko kaplama yapılan malzemelerde ölçüm sonuçlarının yetersiz olduğu belirlenmiştir. Sıcak-dövme döküm malzemelerin karakterizasyon sonuçlarına göre; alkali çinko, alkali çinko-demir, alkali çinko-nikel kaplamalar üzerine kataforez kaplamanın istenilen performas ve korozyon danayanımı sağlamadığı; ancak asitli çinko ve asitli çinko-nikel kaplamalar üzerine kataforez kaplanan malzemelerin uygun korozyon performansı sağladığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, kaplama şartları değiştirilerek istenilen özelliklerde düşük maliyetli kaplama işleminin gerçekleştirilebileceği ispatlanmıştır.

This study aims to produce cast parts with high corrosion performance at low micron by applying two types of economical coatings (zinc + cataphoresis) on two hot-forged cast materials widely used in the automotive industry. Within the scope of the study, 12-15 µ zinc coating in alkaline zinc, alkaline zinc-iron, alkaline zinc-nickel, acidic zinc, and acidic zinc-nickel was applied on F899 and F990 hot-forged cast materials, followed by 20-25 µ cataphoresis coating. In order to characterize hot-forged cast parts, ink, hogabom, shock, pull-off adhesion, water resistance, salt fog, stone impact, cyclic corrosion, and scab corrosion performance tests were applied before, during, and after the coating process. Besides, zinc coating thickness was measured in the x-ray diffraction device, and phosphate crystal images were obtained in the scanning electron microscope. The samples that were degreased for 20 minutes passed the ink test, the samples that were sandblasted for 10 minutes passed the hogabom test, and the samples that were subjected to 10 minutes of ultrasonic degreasing passed the shock test. In the pull-off adhesion test, it was determined that the materials had a tensile strength ranging from 263-493 psi. By using an x-ray diffraction device, coating thicknesses of zinc-coated samples in alkaline and acidic environments were measured in the range of 12.53-14.23 µ and 12.09-14.17 µ, respectively. Different results were obtained in other analyzes depending on the acidity of the medium. When the acidic-zinc coating was applied, salt fog, cyclic corrosion, and scab corrosion performance test results were considered appropriate, while measurement results for materials with alkaline-zinc coating were insufficient. According to the characterization results of hot-forged cast materials; it was determined that cataphoresis coating on the alkaline-zinc, alkaline zinc-iron, alkaline zinc-nickel coatings did not provide the desired performance and corrosion resistance, but materials coated with cataphoresis on the acidic-zinc and acidic zinc-nickel coatings provided appropriate corrosion performance. As a result, it has been proven that low-cost coating can be achieved with desired properties by changing the coating conditions.