Kaplanmış otomotiv fren diskinin frenleme performansına etkisinin araştırılması
Investigation of effect to coated automotive brake disc on braking performance
Yazar: BEKİR GÜNEY
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM MUTLU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Disk fren = Disk brake ; Dökme demir = Cast iron ; Kaplama = Coating ; Sürtünme = Friction

Özet:
Bu çalışmada, otomobil fren disklerinin sürtünme ve termo-mekanik davranışlarını 
iyileştirerek frenleme performansını arttırmak için hava kanallı otomobil ön fren 
diskleri, Cr2O3-%40TiO2 seramik tozu plazma püskürtme, NiCrBSi-%35W2C ve 
NiCrBSi kompozit tozları alevle püskürtme ve ergitme, W2C-%12Ni tozu yüksek hızlı 
oksijen yakıtlı püskürtme (HVOF-High Velocity Oxy-Fuel) kaplama yöntemleri
kullanılarak kaplanmıştır. Frenleme performansı SAE J2430-BEEP "Binek otomobilleri 
ve kamyonet frenleri için dinamometre etkinlik karakterizasyon testi-Fren 
değerlendirme prosedürü" test standardına göre fren test cihazında yapılmıştır. Bu 
testlerde disklerin farklı hız, sıcaklık, basınç vb. gibi değişik çalışma Şartları altındaki 
frenleme performansları belirlenmiştir.
Elde edilen kaplama tabakalarının mikrografları optik mikroskop ve taramalı elektron 
mikroskobu yardımıyla çekilerek enerji dağılımlı spektrometre ile analizleri yapılmıĢtır. 
Frenleme testleri öncesi ve sonrasında orijinal ve kaplanmıĢ diskler ile bunlara ait 
balataların yüzey pürüzlülüğü, ağırlık aĢınması, kalınlık kaybı, yanal salgılar, mikro
sertlik değerleri ölçülmüĢtür. W2C-%12Ni ve NiCrBSi kaplamalı diskler en yüksek 
sürtünme katsayısı sergilerken, en yüksek aĢınma direnci NiCrBSi-%35W2C ve Cr2O3-
%40TiO2 kaplamalı disklerde gerçekleşmiştir.

Anahtar Kelimeler: Fren Diski, Dökme Demir, AĢınma, Sürtünme, Kaplama

Abstract:
In this study, in order to improve braking performance by developing friction and 
thermo-mechanical behavior of automotive brake discs, front brake discs with 
ventilation channel were coated by using Cr2O3-40%TiO2 plasma sprayed ceramic 
powder, NiCrBSi-35%W2C NiCrBSi composite powders flame spray and 
melting, W2C-12%Ni powder, high-speed oxygen fuel spraying (HVOF-High Velocity 
Oxy-Fuel). Braking performance SAE J2430-BEEP was made in brake tester in 
accordance with test standards "Dynamometer Effectiveness Characterization Test for 
Passenger Car and Light Truck Brake Friction Products-Brake Effectiveness Evaluation 
Procedure". In these tests, braking performances of these discs under different operating 
conditions such as different speed, temperature, pressure and so on.
Micrographs of obtained coating layers were analyzed with an energy dispersive 
spectrometer by capturing with optical microscopy and scanning electron microscopy. 
Before and after braking tests, surface roughness, weight, wear, thickness loss, lateral 
secretions, micro hardness values of original and coated disks and their linings were 
measured. While W2C-12%Ni and NiCrBSi coated discs exhibiting the highest friction 
coefficient, the highest wear resistance occurred on NiCrBSi-35%W2C and Cr2O3-
40%TiO2 coated disks.

Keywords: Disc Brake, Cast Iron, Wear, Friction, Coating