Surface Coating Applications on Active Parts of Tillage Machines

Toprak İşleme Makinalarının Aktif Elemanlarında Yüzey Kaplama Uygulamaları

Abstract

Tillage machines such as plow, cultivator, rotavator, and rototiller are widely used for this purpose. However, one of the major problems in working with tillage machines is the wear of active parts over time. Abrasion occurs differently in active parts of tillage machines and can cause the machines used to lose the functionality expected of them. It is preferred to cover the active parts with wear-resistant coating materials to reduce the level of wear to meet both agro technicaldemands and high tillage efficiency. The way of wear the active parts of the machines; it is abrasive wear caused by friction against solid materials in the soil (clods, stones, harder materials, etc.) and/or adhesive wear caused by soil moisture. Reducing the wear on the active parts with the coating process to be made will both prevent material loss caused by abrasion in the active part and increase the efficiency/effectiveness of the machine. Because of the limited number of studies on this subject in the agricultural sector shows that the subject is open to improvement. In this study, the use of new coating methods used in other production sectors (especially in mold manufacturing) for the last decade in coating the active parts of soil tillage machines and their effects on product performance and life by increasing wear resistance are compiled.Coating methods that can be adapted to the agricultural sector can be listed as; Gas Phase, Liquid Phase and Melted/Semi-Melted Phase. Among these, studies on Plasma Thermal Spraying (Molten / Semi-Molten Phase Coating Methods) and thin film coating (Vapor Phase Coating Methods) are prominent. On the other hand, it is predicted that the desired wear resistance can be further improved by applying different coating methods and combinations.

Özet

Toprak işleme makinalarından pulluk, kültivatör, toprak frezesi ve rototillergibi makinalar bu amaç için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak toprak işleme makinaları ile çalışmada en temel sorunlardan biri işleyici elemanların zamanla aşınmasıdır. Aşınma, toprak işleme makinalarının aktif elemanlarında farklı şekillerde oluşur ve kullanılan makinaların kendinden beklenen işlevselliği zamanla kaybetmesine neden olur. Gerek agroteknik isteklerin karşılanması gerekse iş veriminin yüksek olması amacıyla aşınma düzeyini azaltmak için aktif elemanlarının aşınmaya dirençli kaplama malzemeleri ile kaplanması tercih edilmektedir. Tarım makinalarının aktif elemanlarında görülen aşınma şekli; toprak içindeki katı maddelere (kesek, taş, daha sert çizimler vb.) sürtünme nedeniyle oluşan abrasif ve toprak neminin yol açtığı adhezif aşınmadır. Aktif elemanlarda oluşan aşınmanın yapılacak kaplama işlemiyle azaltılması, hem aşınmayla oluşan malzeme kaybını önleyecek hem de makinanın etkinliğini arttıracaktır. Bu çalışmada, diğer üretim sektörlerinde (özellikle kalıp imalatında) son 10 yıldır kullanılan yeni kaplama yöntemlerinin toprak işleme makinalarının aktif elemanlarının kaplanmasında kullanımı ve aşınma direncinin artırılıp, ürün performansı ve ömrü üzerindeki etkilerini iyileştirebilecek yöntemler derlenmiştir. Tarım sektörüne uyarlanabilecekkaplama yöntemleri; Gaz Fazda, Sıvı Fazda ve Ergimiş/Yarı Ergimiş Fazda olarak sıralanabilir. Bunların arasında Plazma Termal Püskürtme (Ergimiş/Yarı Ergimiş Fazda Kaplama Yöntemleri) ve ince film kaplama (Buhar Fazda Kaplama Yöntemleri) yöntemlerine ait çalışmalar öne çıkmaktadır. Diğer yandan yapılan çalışmalarda farklı kaplama yöntemleri ve kombinasyonlarının uygulanması ile istenilen aşınma direncinin daha da iyileştirilebildiği ön görülmektedir.