Fren balatalarına rafine bor bileşeni ilavesinin mikroyapı, sertlik ve aşınma üzerindeki etkisinin araştırılması

Bu tez çalışmasında, fren balatalarına rafine bor bileşeni ilavesinin mikroyapı, sertlik ve aşınma özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada kullanılan ana malzemeler arasında novolak reçine, bakır, alümina, grafit, pirinç, zirkonyum silikat, kalsiyum sülfat, çinko sülfat ve baryum sülfat yer almakta olup, bunlara ek olarak borik asit ve boraks dekahidrat tozları belirli ağırlık oranlarında balata karışımına dahil edilmiştir. Malzeme formülasyonunda, baryum sülfat toplam ağırlığın %1,25, %2,5, %5, %10 ve %20 oranlarında azaltılmış ve yerine borik asit ve boraks dekahidrat tozları eklenmiştir. Tartım işlemleri sonrası tüm malzemeler, mekanik bir karıştırıcı ile karıştırıldıktan sonra 30 mm çapındaki kalıplara yerleştirilerek 10 MPa basınç ve 140 °C sıcaklık altında 30 saniye ile preslenmiştir. Her formülasyon için üç adet numune üretilmiştir. Üretilen numunelerin mikroyapıları optik mikroskopla incelenmiştir. Ayrıca numunelerin teorik ve yığınsal yoğunlukları hesaplanmış ve bu yoğunluk değerlerine bağlı olarak porozite oranları belirlenmiştir. Daha sonra Brinell sertlik testi ile sertliği belirlenen numuneler, 18 N yük altında 400 m, 800 m ve 1200 m kayma mesafelerinde aşınma testine tabi tutulmuştur. Mikroyapı analizleri, numunelerin gözenekli bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir ve yapıdaki bor bileşeni oranı arttıkça gözenekliliğin arttığı görülmüştür. Bu durum, yoğunluğun azalmasına neden olmuştur. Rafine bor ürünü kullanılan numunelerde, başlangıçta artan takviye oranı ile sertlik değerinin yükseldiği, ancak belirli bir takviye oranının üzerine çıkıldığında sertlik değerinde düşüş tespit edilmiştir. Borik asit bileşeninin kullanıldığı numunelerde %2,5 takviye oranından, boraks dekahidrat bileşeninin kullanıldığı numunelerde ise %5 takviye oranından en yüksek sertlik değerleri elde edilmiştir. Öte yandan sertlik ve aşınma arasında doğrusal bir ilişki olduğu görülmüştür. En yüksek sertliğe sahip numunelerin daha düşük aşınma hacmine ve oranına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca balata numunesine eklenen rafine bor bileşeninin sürtünme katsayısını da arttırdığı tespit edilmiştir.