1 Araştırma Yöntemleri

1.1 Tasarım Çerçevesi

Değerlendirme, kontrollü karşılaştırmalı bir tasarıma göre yapılmıştır. Tüm test parçaları, temel yüzey pürüzlülüğünün tutarlı kalması için aynı kesme parametreleri kullanılarak 6061-T6 alüminyum ve 304 paslanmaz çelikten CNC ile işlenmiştir. Her parça sonrasında endüstriyel standartlara uygun sabit koşullar altında birer yüzey işleme tekniğinden geçirilmiştir (anodizasyon için MIL-A-8625, pasivasyon için ASTM A380).

1.2 Veri Kaynakları

Veriler üç ölçüm kategorisinden toplanmıştır:

• Yüzey Pürüzlülüğü (Ra) bir temaslı profilo metre ile ölçülmüştür.

• Oksit tabaka kalınlığı eddy-current kaplama testi ile ölçülmüştür.

• Korozyona dayanıklılık nötr tuz sis odasında %5 NaCl ile değerlendirilmiştir.

Tüm ham veri setleri, kalibrasyon kayıtları ve çevresel parametreler tam tekrarlanabilirliği sağlamak amacıyla ekte yer almaktadır.

1.3 Deneysel Araçlar ve Modeller

Kullanılan deneysel iş akışı:

• örnek üretimi için 3 eksenli CNC freze merkezi

• 120 mesh ortamı ile boncuk patlatma odası

• Tip II sülfürik asit anodizasyon hattı

• Nitrik asit içermeyen sitrik kimyasal ile formüle edilmiş paslanmaz çelik pasivasyon banyosu

• Ardışık 800 ila 2000 zımpara taneli kayış parlatma makinesi

Tüm ölçüm aletlerinin kalibrasyonu üretici önerilerine uygun olarak yapıldı ve her örnek, rastgele hatayı azaltmak için üç kez tekrarlanan ölçümlerden geçirildi.

2 Sonuçlar ve Analiz

2.1 Yüzey Pürüzlülüğü Karşılaştırması

Tablo 1 her bir sonlandırma işleminden sonra Ra değerlerini gösterir. Kum püskürtme, en tutarlı mat yüzeyi oluşturdu (Ra 1,2–1,4 μm). Mekanik parlatma, yansıtmalı parçalar için uygun olan en düşük Ra değerine (0,05–0,08 μm) ulaşıldı. Anodizasyon, orta düzeyde pürüzlülüğü korudu ancak oksit tabakasının düzgünlüğünde önemli iyileşme sağladı.

2.2 Korozyon Direnci Performansı

Tuz püskürtme testi, anodize örneklerin 500 saatten fazla süre boyunca yapısal ve renk stabilitesini koruduğunu, pit korozyonu oluşmadığını göstermiştir. Pasifleştirilmiş paslanmaz çelik örnekler, pasif film bütünlüğünde iyileşme göstermiş ve işlemsiz kontrol örneklerine kıyasla leke korozyonunu %68 oranında azaltmıştır.

2.3 Görsel ve Estetik Stabilite

500-lüks aydınlatma altında yapılan renk değişim ölçümleri, anodize yüzeylerin en kararlı tonu koruduğunu göstermiştir. Kum püskürtülmüş yüzeyler, dağılımlı yansıma özelliklerinden dolayı minimum parlamayı sergilemiş ve bu da tüketici elektroniği muhafazalarında kullanımını desteklemiştir.

2.4 Mevcut Araştırmalarla Karşılaştırma

Elde edilen performans, daha önce anodize alüminyumun yüksek korozyon direnci ve kum püskürtmenin kararlı topografyası ile ilgili yapılan çalışmalara (Kaynaklar 2, 3) paralellik göstermektedir. Veriler ayrıca, sitrik asit bazlı formülasyonların pasifleştirme sonuçlarında niceliksel iyileşmeler sağladığını ortaya koymuş olup, daha önceki nitrik asit temelli çalışmalara ek bir katkı sağlamıştır.

3 Tartışma

3.1 Sonuçların Yorumlanması

Performanstaki farklılıklar, her bir sürecin temelindeki malzeme etkileşimlerinden kaynaklanır. Anodizasyon, kimyasal saldırılara dirençli olan düzenli gözenekli oksit tabakasını oluşturur. Kumla püskürtme, eşit aşındırma yoluyla mikro-topografyayı değiştirir. Pasivasyon, paslanmaz çelik üzerinde krom zengini pasif filmi güçlendirerek reaktivitesini azaltır. Mekanik parlatma ise ilerleyen aşındırıcı adımlarla yüzeydeki pürüzleri fiziksel olarak azaltır.

3.3 Sınırlamalar

Değerlendirme iki metal malzeme ve belirli işlem parametreleri üzerine odaklanmaktadır. Alaşım bileşimi, ortam boyutu, asit konsantrasyonu veya parlatma sırasındaki değişiklikler sonuçları etkileyebilir. Ek uzun vadeli yorulma verileri daha derin bilgiler sağlayacaktır.

3.3 Uygulamaya Dair Sonuçlar

Üreticiler bu sonuçları, yüzey işlemlerini fonksiyonel gereksinimlerle eşleştirmek için kullanabilir. Deniz ortamlarına maruz kalan bileşenler anodizasyondan faydalanır; tüketiciyle doğrudan temas eden muhafazalar genellikle kumla püskürtmeye yönelir; hassas tıbbi parçalar tipik olarak pasivasyon gerektirir; optik bileşenler ise ultra düşük pürüzlülükte parlatmaya dayanır.

4 Sonuç

Karşılaştırma, dört farklı CNC işleme yüzey sonlandırma yöntemi arasındaki belirgin performans profillerini göstermektedir. Anodizasyon, üstün korozyon direnci sunar; kum püskürtme, tutarlı mat dokular sağlar; pasivasyon, paslanmaz çeliğin kimyasal kararlılığını artırır ve mekanik parlatma en düşük pürüzlülük seviyelerini elde eder. Bu bulgular, yapısal, görsel veya çevresel gereksinimlere göre yüzey işlemlerinin hedefe yönelik seçimini destekler ve çok aşamalı hibrit yüzey işlemleri konusunda ileri araştırmalar yapılabilme potansiyelini gösterir.