Yüksek performanslı para-aramid elyaf takviyeli fren balatalarının mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the mechanical properties of brake pad samples produced with high performance para aramid fiber  as reinforcement
Yazar: YUSUF ZİYA DEMİRHAN
Danışman: DOÇ. DR. RECAİ KUŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada üretilen kompozit fren balatasına asbestin yerine takviye olarak polimer esaslı bir fiber olan twaron kullanılmıştır. Literatürde daha önce twaron, fren balatalarında kullanılmamış olduğu için benzer malzemeler literatürden incelenip denemeler yapıldıktan sonra optimum üretim parametreleri, bileşenler ve bileşenlerin oranları belirlenmiştir. Belirlenen içeriğe göre balata da takviye olarak twaron, dolgu malzemesi olarak CaCO3, yağlayıcı olarak grafit, sertlik düzenleyici olarak Al2O3 ve bağlayıcı olarak da fenolik reçine kullanılmıştır. Twaron miktarı kütlece %5,%10,%15ve %20 olmak üzere farklı oranlarda eklenerek twaronun balata içerisindeki etkileri araştırılmaya çalışılmıştır. Numune üretimi için bileşenler bir karıştırıcı içerisinde toz halde karıştırıldıktan sonra çift yönlü bir presle preslenerek üretilmiştir. Preslemeden sonra numuneler 160 oC' de 6sa. süre ile kürlenmiştir.
 Üretilen numunelerin mekanik özelliklerini incelemek için; sertlik, yoğunluk, basınç dayanımı, sürtünme katsayısı, aşınma dayanımı testler yapılmış ve SEM görüntüsü alınarak incelenmiştir. Aşınma deneyi için bir pin on disc test cihazı kullanılmıştır. Bu deneyler piyasada kullanılan ticari bir fren balatasında tekrar edilerek çıkan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sabit 1000m kayma mesafesinde ve 1m/s hızda gerçekleştirilen deneylerde 30- 40- 50N olmak üzere üç farklı yük uygulanmıştır. Neticede ağırlıkça %5 twaron içeren Tw5 kodlu numunenin en iyi sonuç verdiği tespit edilmiştir. Ayrıca ağırlıkça twaron içeriği arttıkça sürtünme performansında düşüş meydana gelmiştir. Pin- on Disk sürtünme deneyi sonucunda üretilen tüm numunelerin TS 555'e göre balatalar için belirtilen sürtünme katsayısı değer aralığına sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study,the twaron, a polymer-based fiber, has been used as reinforcement for composite brake lining to be produced, instead of asbestos.As the twaron had not been previously used for brake lining, similiar materials were analyzed, and then optimum production parameters, constituents and its rates have been determined. As to determined substances, the twaron has been used as reinforcement; CaCO3 as filling material; graphite as lubricant; Al2O3 as hardness regulator and phenolic resin as binding agent. It has been tried to search the effects of twaron on the lining by adding  %5, %10, %15, %20 quantity of twaron. Constituents used for producing exemplification items has been manufactured by pressing after mixng in a mixer as dusted form via double-turned nip press. All constituents have been cured for 6 hours at 160 oC after pressing.
In order to analyze the mechnanical features of produced specimens; the tests have been performed on hardness, density, pressure resistance and friction coefficient, and then they have been analyzed by taking SEM pictures. A pin on disc tester has been used to determine friction coefficient. These tests have been repeated on a commercially used brake lining, and then reached test results have been compared. Three diffrent presses which are concluded as 30- 40- 50N has been applied on experiments which are fived as 1000m shifting distance and fixed speed at 1m/s. At least the Tw5 consist of %5 twaron has been confirmed as the sample which has the best results. Moreover, the friction performance has been decreased when the twaron percentege of weight increased step by step The end of the experiment of friction test of Pin- on Disc, the all samples produced has been found acceptable according to value range of friction coefficient of TS 555 for brake lining.