Dişli sistemlerinde çelik malzemelerin eşlenik çalışma performansının artırılmasına yönelik çeşitli kaplama yöntemlerinin belirlenmesi ve performans analizi

Günümüzde mekanik sistemlerde verimlilik, dayanıklılık ve maliyet dengesini sağlamak, mühendislik uygulamaları açısından kritik öneme sahiptir. Bu doğrultuda, güç aktarım sistemlerinde kullanılan dişli mekanizmalarının malzeme seçimi ve mekanik özellikleri, sistemin performansı üzerinde doğrudan belirleyici olmaktadır. Sonsuz vida-dişli mekanizmaları, yüksek iletim oranı sağlayabilmeleri ve kompakt yapıları sayesinde özellikle güç aktarım sistemlerinde yaygın olarak tercih edilen dişli türlerinden biridir. Bu sistemlerde, genel uygulama pratiğinde, sonsuz vida çelikten, karşılık gelen dişli ise bronz alaşımlardan üretilmektedir. Bu malzeme seçimi, temel olarak bronzun çeliğe karşı düşük sürtünme katsayısına ve iyi bir aşınma davranışına sahip olmasıyla ilişkilidir. Ancak günümüzde artan hammadde maliyetleri, sürdürülebilirlik kaygıları ve tedarik problemleri, bu geleneksel yaklaşımın yeniden değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Özellikle alüminyum bronz malzemenin birim maliyetinin çeliğe göre yaklaşık 20 kat daha yüksek olması, büyük ölçekli üretimlerde toplam maliyeti ciddi biçimde etkilemekte ve sistemin ekonomik verimliliğini düşürmektedir. Buna ek olarak, bronzun mekanik dayanımının çeliğe kıyasla sınırlı olması da yüksek yük altında çalışan sistemlerde işlevsel bir kısıt ortaya çıkarmaktadır. Bu bağlamda, çalışmanın temel motivasyonu; çelik-çelik eşlenik dişli sistemlerinin yüzey kaplama teknolojileri ile desteklenerek hem aşınma performansının artırılması hem de ekonomik sürdürülebilirliğin sağlanmasıdır. Bu amaçla DLC, sert krom, nikel-tungsten (Ni-W) ve katı film gibi farklı yüzey kaplamaları çelik numuneler üzerine uygulanmış, bu kaplamaların tribolojik performansları sistematik bir şekilde analiz edilmiştir. Deneysel aşamada Vickers mikrosertlik ölçümleri, yüzey ve kesit SEM incelemeleri, kuru ortamda aşınma testleri ve sürtünme katsayısı (COF) ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca aşınma sonrası yüzey morfolojileri detaylı olarak değerlendirilerek, her bir kaplamanın çelik yüzeyler üzerindeki koruyucu etkisi ve yapısal bütünlüğü ortaya konmuştur. Elde edilen veriler, bazı kaplama türlerinin çelik-çelik temas durumunda aşınma direncini ciddi oranda artırdığını ve sürtünme katsayısını düşürdüğünü göstermektedir. Bu bulgular, bronz yerine çelik kullanımının uygun kaplama teknolojileriyle desteklenmesi halinde mümkün olabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma sonsuz dişli malzemesi olarak bronz kullanıldığı durumda sistemde ortaya çıkan dezavantajları ortadan kaldırmak için ekonomik bir alternatif sunmakta hem de literatürde sınırlı olarak ele alınmış çelik-çelik eşlenik sonsuz vida-dişli sistemlerine dair özgün ve uygulanabilir teknik veriler kazandırmaktadır.