Metalik kaplama tozlarıyla kaplanan otomobil fren diskinin tribolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of tribological properties of automobile brake disc coated with metallic coating powders
Yazar: HALİL KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. CENK MISIRLI
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kuru sürtünme = Dry friction ; Yüzey kaplama = Surface coating

Özet:
Bu tez çalışmasında, ticari dökme demir fren diskleri üzerine termal sprey yöntemlerle oluşturulan kaplamaların, frenleme ve aşınma davranışını belirlemek için bir dizi laboratuvar testleri yapılmış ve orijinal disk ile karşılaştırılmıştır. Fren diskleri, WC-10Co4Cr tozu, Cr3C2-25NiCr tozu, 20NiCrBSi-WC12Co tozu kullanılarak HVOF yöntemiyle ve Mo-NiCrBSi tozu kullanılarak Plazma püskürtme yöntemiyle kaplanarak dört adet kaplanmış disk oluşturulmuştur. Frenleme testleri, SAE-J2430 frenleme etkinlik prosedürüne göre düzenlenmiş laboratuvar ölçekli disk-balata tipi fren dinamometresinde yapılmıştır. Oluşturulan kaplamaların SEM mikroyapı incelemeleriyle birlikte EDX ve XRD analizleri yapılmıştır. Ayrıca, disk ve balatalarının aşınma süreçlerini belirleyebilmek için testler öncesi ve sonrası kütlesel, boyutsal, yüzeysel ve mikro sertlik ölçümleri yapılarak birlikte değerlendirilmiştir. 
Sonuçlar doğrultusunda, WC-10Co4Cr kaplanmış fren diski yüksek sürtünme katsayısı ile iyi bir frenleme performansı sergilemiştir. Cr3C2-25NiCr, 20NiCrBSi-WC12Co ve Mo-NiCrBSi kaplanmış fren diskleri ise orijinal referans diske yakın frenleme performansıyla beraber sağladığı daha düşük disk-balata aşınma oranı ile taşıt kaynaklı PM oluşumunun azaltılmasında etkili olabileceğini göstermiştir. Oluşturulan kaplamaların, motorlu taşıtlardaki yeni nesil fren diskleri için iyi bir alternatif olabileceği ve bu doğrultuda yapılacak daha fazla saha testi için uygun adaylar olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, a series of laboratory tests were conducted to determine the braking and wear behaviour of coatings created by thermal spray methods on commercial cast-iron brake discs and the findings were compared to the findings of the original disc. The brake discs were coated using WC-10Co4Cr powder, Cr3C2-25NiCr powder, 20NiCrBSi-WC12Co powder by HVOF method and Mo-NiCrBSi powder by Plasma Spraying method, and four coated discs were created. Braking tests were conducted on a laboratory-scale disc-pad type brake dynamometer arranged according to the SAE-J2430 braking efficiency procedure. EDX and XRD analyses were performed together with SEM microstructure analyses of the coatings. Besides, mass, dimensional, superficial and micro-hardness measurements were performed before and after the tests to determine the abrasion processes of the disc and pads. 
The results showed that WC-10Co4Cr coated brake disc provide high braking performance with a high coefficient of friction. Cr3C2-25NiCr, 20NiCrBSi-WC12Co and Mo-NiCrBSi coated brake discs showed braking performance similar to the original reference disc and has shown that it can be effective in reducing the formation of PM caused by vehicles with lower disc-pad wear rate. It is thought that the coatings created could be a good alternative to the next generation brake discs in motor vehicles and there are suitable candidates for further field testing.