Katı yağlayıcı ve aşındırıcı bileşenlerin fenolik reçine esaslı fren balatalarının mekanik ve tribolojik özelliklerine etkileri
Effects of solid lubricants and abrasives on mechanical and tribological properties of phenolic resin based brake pads
Yazar: ADEM ALPER ADIGÜZEL
Danışman: DOÇ. DR. BÜLENT ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
İki aşamadan oluşan bu çalışmanın birinci aşamasında katı yağlayıcı olarak grafit ve hegzagonal bor nitürürün (h-BN), aşındırıcı olarak da alüminyum oksit (Al2O3) ve bor karbürün (B4C)  fren balatalarının mekanik ve tribolojik özelliklerine etkilerini belirlemek üzere deneyler yapılmıştır. Mekanik deneyler ilgili ASTM standartlarına uygun olarak oda sıcaklığında ve tribolojik deneyler Chase tipi sürtünme test düzeneğinde SAE J 661 standardına uygun olarak yapılmıştır. Numunelerin sürtünme katsayıları ve özgül aşınma miktarları katı yağlayıcı miktarının azalması ve aşındırıcı miktarının artması ile artmıştır. Numunelerin aşınmış yüzeylerindeki ve aşınma parçacıklarındaki demir miktarı da katı yağlayıcı miktarının azalması ve aşındırıcı miktarının artması ile artmıştır. 
Çalışmanın ikinci kısmında ise aşındırıcı tane boyutunun fren balatalarının sürtünme ve aşınma davranışlarına etkileri incelenmiştir. Farklı tane boyutlarına sahip Al2O3, SiC ve  B4C  kullanılarak üretilen numunelere yapılan testler sonucunda aşındırıcı tane boyutu arttıkça sürtünme katsayısının arttığı ve özgül aşınma miktarının azaldığı bulunmuştur.  Aşınma direnci yüksek olan numunelerin aşınma parçacıkları genellikle plaka şeklinde olurken, aşınma direnci düşük olan numuneler ince taneli küresel aşınma parçacıkları sergilemiştir.

Anahtar Kelimeler: Sürtünme, Aşınma, Fren Balatası, Katı yağlayıcı, Aşındırıcı, Aşındırıcı tane boyutu

Abstract:
The study consists of two stages. In the first stage, experiments were made to evaluate the effects of graphite and hexagonal boron nitride as solid lubricant and aluminum oxide and boron carbide as abrasives on mechanical and tribological properties of brake friction materials. Mechanical tests were done according to the related ASTM standarts at room temperature and tribological tests were performed on a Chase friction material testing machine according to the brake lining quality test procedure as per SAE J661. The friction coefficient and specific wear rate of the composites increased with decreasing solid lubricant and increasing abrasive content. The atomic fraction of Fe on the worn surfaces and wear debris of the composites increased with decreasing solid lubricant and increasing abrasive content.
In the second stage, the effects of abrasive particle size on friction and wear characteristics of automotive brake materials were studied. Different particle sizes of Al2O3, SiC and B4C  were used as abrasive. The results showed that the friction coefficient of the composites increased and the specific wear rate decreased with increasing abrasive particle sizes. The friction materials showing high wear resistance exhibited a plate shape wear debris, while the materials showing low wear resistance produced fine spherical wear particles.

Key Words: Friction, Wear, Brake pad, Solid lubricant, Abrasive, Abrasive particle size