Polimerlerin aşınmasında karşı yüzey pürüzlülüğünün etkisi
Effect of counterface roughness on the wear of polymers
Yazar: MURAT AKSULU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İ. MEHMET PALABIYIK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma dayanımı = Wear resistance ; Belirsizlik = Uncertainty ; Polimerler = Polymers ; Yorgunluk = Fatigue ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Polimerlerin metal karşı yüzeyle eş çalışmasında, aşınmayı etkileyen en önemli faktörlerden biri karşı yüzeyin pürüzlülüğüdür. Bu çalışmada, papuç-disk aşınma cihazında ekstrüzyon poliamid 6 (PA6), döküm poliamid 6, polietilen tereftalat (PET), polioksimetilen (POM) ve polipropilen (PP)'nin, paslanmaz çelikten disklerle (AISI 416 C, 52 HRC) kuru sürtünmesinde, karşı yüzey pürüzlülüğünün polimerlerin aşınmasına etkisi incelenmektedir. Disk yüzeyinde çevresel ve eksenel yönde pürüzlülük ölçülmüştür. Aşınma hızı ve sürtünme katsayısının belirsizliği hesaplanmıştır. Deneyler sonucunda, PET, POM ve PP için daimi rejimdeki aşınma hızının, disk yüzey pürüzlülüğüyle arttığı görülmüştür. Karşı yüzeyde sürekli transfer filmi oluşturan ekstrüzyon ve döküm PA 6 için eksenel Ra = 0 ? 1.5 ?m aralığında aşınma hızı artmakta, 1.5 ? 3 ?m aralığında ise aşınma hızı azalmaktadır. Karşı yüzeyin eksenel Ra = 0 - 1 ?m aralığında, transfer filmi oluşturmayan POM ve PP'nin aşınmasının Hollander ve Lancaster'in yorulma aşınması modeline uyduğu görülmüştür. Ekstrüzyon ve döküm PA 6 için elde edilen sonuçların ise transfer filmi oluşumu sebebiyle yorulma aşınması modeline uymadığı tespit edilmiştir. Abraziv aşınma için basit bir model sunulmuştur. POM'a ait deneysel veriler hariç tutulduğunda, genel olarak aşınma hızının modele uyduğu görülmüştür. Ayrıca, eksenel pürüzlülüğün yanında çevresel pürüzlülüğün de aşınma hızına etkisinin olabileceği görülmüştür.

Abstract:
One of the most important features which effect wear is surface roughness in sliding of polymers against metallic counterface. In this study, effect of counterface roughness on the wear of polymers is investigated in dry sliding of polyamide 6 (PA 6) extruded, cast polyamide 6, polyethylene terephthalate (PET), polyoximethylene (POM) and polypropylene (PP) against stainless steel discs (AISI 416 C, HRC 52) in a pad on disc wear machine. Roughness measurements were taken on the disc surfaces in the axial and circumferential directions. Uncertainties of wear rate and coefficient of friction were calculated. It was seen that wear rates increase with increasing surface roughness for PET, POM and PP. But for extruded and cast PA 6 which form continuous transfer films on the counterface, wear rates increase in the range of axial Ra = 0 ? 1.5 ?m and decrease in the range of 1.5 ? 3 ?m. It was seen that wear of PP and POM which don?t form transfer film on the counterface, conforms to the fatigue wear model of Hollander and Lancaster for axial Ra = 0.1-1 ?m. It was seen that the results obtained for extruded and cast PA 6 don not conform to the fatigue wear model because of the transfer film formation. A simple model was given for abrasive wear. If the experimental data of POM is left off, it was generally seen that wear rate conforms to the model. In addition, it was seen that circumferential roughness may be effective on wear rate beside axial roughness.