Tepki Yüzey Metodolojisi Kullanarak Alüminyum Matrisli Kompozitlerin Aşınma Parametrelerinin Optimizasyonu

Optimization of Wear Parameters of Aluminum Matrix Composites Using Response Surface Methodology

Özet

Bu çalışmada, mekanik alaşımlama yöntemiyle üretilen alüminyum matrisli kompozitlerin aşınma performansı incelenmiştir. Tepki Yüzey Metodolojisi (TYM) Merkezi Birleşik Tasarım (MBT) kullanılarak belirli sürtünme katsayına bağlı olarak aşınma parametreleri optimize edilmeye çalışılmıştır. Farklı takviye miktarlarıyla (%6 ve %12) üretilen kompozit malzemelerin aşınma testleri farklı yük (5 N, 10 N ve 20 N) ve farklı kayma hızlarında $(0,2 ms^{-1}, 0,4 ms^{-1} ve 0,6 ms-1)$ yapılmıştır. Aşınma test sonuçlarında, optimum aşınma parametrelerini belirlemek için ağırlık kaybı (düşük en iyi) ve sürtünme katsayısı 0,54 (en iyi) yaklaşımı kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarda, ağırlık kaybı için en etkili parametrenin takviye miktarı ve kayma hızına kıyasla yük olduğu görülmüştür. Sürtünme katsayısı için ise yük ve kayma hızına kıyasla takviye miktarı en etkili parametre olduğu belirlenmiştir. Elde edilen optimum parametreler ise 9,24 N yük, $0,6 ms^{-1}$ kayma hızı ve %12 takviye miktarı olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen parametreler kullanılarak yapılan aşınma testlerinde, ağırlık kaybı 8,536 mg, sürtünme katsayısı 0,522 olarak elde edilmiştir.

Abstract

In this study, was investigated the wear performance of aluminium matrix composites produced by mechanical alloying method. Using the Response Surface Methodology (RSM) Central Composite Design (CCD), it was attempted to optimize the wear parameters depending on the specific friction coefficient. Wear testers of composite materials produced with different reinforcement amounts (6% and 12%) were made at different loads (5 N, 10 N and 20 N) and different sliding speeds$(0,2 ms^{-1}, 0,4 ms^{-1} and 0,6 ms-1)$ . In the wear test results, were used weight loss (low best) and friction coefficient 0.54 (best) approach to determine optimum wear parameters. The results show that the most effective parameter for weight loss is the reinforcement amount and the load compared to the sliding speed. For the friction coefficient, it was determined that the most effective parameter the reinforcement amount compared to the load and sliding speed. The optimum parameters obtained were determined to be 9.24 N load, $0.6 ms^{-1}$ sliding speed and 12% reinforcement amount. In the wear tests performed using the parameters obtained as a result of the study, the weight loss was found to be 8.536 mg and the friction coefficient as 0.522.