Bronz esaslı seramik takviyeli fren balatalarının performansının geliştirilmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: HÜSAMETTİN KUŞ

Danışman: DURAN ALTIPARMAK

Özet:

Balata, fren sistemindeki önemli parçalardan biridir. Fren balata kalitesinin en önemli göstergelerinden birisi, sürtünme katsayısının sıcaklık artışından etkilenmemesidir. Bununla birlikte; aşınma değerlerinin de uygun seviyelerde olması beklenir. Bu deneysel çalışmada, çeşitli katkı maddeleri içeren yirmi dört farklı bronz esaslı fren balata malzemeleri üretilmiştir. T/M (Toz Metalurjisi) yöntemi ile üretilen fren balata malzemelerinin sürtünme ve aşınma özellikleriyle bazı fiziksel özellikleri (yoğunluk ve sertlik gibi) incelenmiştir. Mikroyapı ve aşınmış yüzey incelemeleri için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılım spektrometresi (EDS) kullanılmıştır. Sürtünme aşınma testleri chase tipi sürtünme test cihazı kullanılarak SAE J661 test standartlarına göre yapılmıştır. Ana veya temel malzeme olarak kütlece % 86 bronz tozu, % 11 demir tozu ve % 3 grafit tozu kullanılmıştır. Bu ana malzemeye ilave edilen her bir katkı maddesinin ana malzeme içerisindeki optimum miktarları belirlenmeye çalışılmıştır. İlk aşamada; kütlece farklı oranlarda uçucu kül ve cam tozu katkı malzemesi kullanarak fren balata malzemeleri üretilmiş ve bunlar test edilmiştir. Deney sonuçları, uçucu külün cam tozuna göre daha etkili olduğunu göstermiştir. Diğer aşamalarda; ana malzeme+% 6 uçucu kül içeren fren balata malzemesine kütlece farklı oranlarda kolemanit ve spinel oksit ilave edilerek bunların ayrı ayrı etkileri ve optimum oranları belirlenmiştir. Ayrıca; ana malzeme+%12 uçucu kül ve % 1 kolemanit içeren fren balata malzemesi içerisine çeşitli oranlarda katılan spinel oksit katkı malzemesinin de etkisi incelenmiştir. Yapılan deneyler ve analiz sonucunda; üretilen yeni balata malzemelerin sürtünme kararlılığı bakımından optimum performans seviyeleri ve ilgili katkı maddesi oranları ortaya konulmuştur. Üretilen fren balata numunelerinin aşınma ve sürtünme katsayısı değerleri SAE J661 standart aralığında bulunmuştur. Sıcaklığa bağlı en yüksek ortalama sürtünme katsayısı değerini (0,444) ana malzeme+% 12 uçucu kül+% 1 kolemanit+% 1 spinel oksit içeren fren balata numunesinin ve en düşük kütle kaybını (% 1,75) ana malzeme+% 6 uçucu kül+% 1 kolemanit+% 4 spinel oksit içeren fren balata numunesinin gösterdiği belirlenmiştir.