Dergiler / Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2018 / Cilt: 7 - Sayı: 1
Fren Sürtünme Malzemelerinde Aşındırıcıların (Alümina, Silika, Zirkon) Tribolojik Özellikleri
- Sayfa
- 14–23
- DOI
- —
Özet
Otomotiv fren sürtünme malzemeleri, fiberler (takviye elemanları), yapıştırıcı, katı yağlayıcılar, sürtünme düzenleyiciler, aşındırıcılar ve dolgu malzemelerinden oluşan çok bileşenli kompozitlerdir. Aşındırıcılar daha yüksek Mohs sertliğine sahip malzemelerdir ve fren sürtünme malzemelerinin tribolojik özelliklerinde önemli rol oynarlar. Ticari fren sürtünme malzemelerinde en yaygın kullanılan aşındırıcılar, alümina (Al2O3), silika (SiO2), silisyum karbür (SiC), zirkon (ZrSiO4) ve zirkonya (ZrO2) dır. Bu çalışmada alümina, silika ve zirkon (kütlece %5 ve %10) olmak üzere üç farklı aşındırıcı kullanılarak altı fren balata numunesi üretilmiş ve sürtünme özellikleri araştırılmıştır. Numuneler sırayla toz karıştırma, ön şekillendirme ve sıcak presleme işlemlerini kapsayan geleneksel yöntemle üretilmiştir. Numunelerin sürtünme ve aşınma karakteristikleri pad-on-disk tipi aşınma test cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Numunelerin sertlik, yoğunluk, porozite, çekme dayanımı, basma dayanımı gibi fiziksel ve mekanik özellikleri ve Taramalı Elektron Mikroskobuna (SEM) yardımıyla morfolojik özellikleri incelenmiştir. Sonuç olarak aşındırıcı miktarındaki artış sürtünme katsayısını arttırmış, özgül aşınma oranını ise azaltmıştır. Kütlece %10 alümina içeren numune daha iyi bir sürtünme performansı sergilemiştir.
Abstract
Automotive brake friction materials are multi-component composites composed of functional materials such as fibers (reinforcements), binder, solid lubricants, friction modifiers, abrasives and space fillers. Abrasives are the ingredients that have higher Mohs hardness and play important roles on tribological properties of brake friction materials. Most commonly used abrasives in commercial brake friction materials are alumina (Al2O3), silica (SiO2), silicon carbide (SiC), zircon (ZrSiO4) and zirconia (ZrO2). In this study, six brake lining samples were produced using abrasives of three types viz. silica, alumina and zircon (5 and 10 wt.%) and investigated its friction properties. The samples were produced by a conventional procedure for a dry formulation following dry-mixing, pre-forming and hot pressing. Friction and wear characteristics of the specimens were examined using a pad-on-disc-type wear tester. The physical and mechanical properties such as hardness, density, porosity, tensile strength, compressive strength of samples and morphological properties via Scanning Electron Microscope (SEM) were investigated. The results of tests showed that the friction coefficients of the composites increased with increasing abrasive amount. The results also indicated that specific wear ratio of the composites decreased with increasing abrasive amount. The sample containing 10 wt. % alumina exhibited the better friction performance.