Metalik cürufların otomotiv sürtünme malzemesinde dolgu maddesi olarak kullanımının araştırılması

Bu araştırmada, otomotiv fren balatalarının üretiminde dolgu maddesi olarak metalik cürufların kullanımı araştırılmıştır. Birinci aşamada içerik optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. İçerik optimizasyonu aşamasında kütlesel farklı oranlarda; fenolik reçine, bronz tozu, pirinç talaşı, cam elyaf, çelik yünü, barit, grafit ve alümina kullanılmıştır. Farklı oranlarda hazırlanan 46 içeriğin ortalama sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı, sürtünme stabilitesi, yoğunluk, sertlik ve bazı fiziksel özellikleri belirlenmiştir. İkinci aşamada, üretilen 46 numune kullanılarak ortalama sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı ve sürtünme stabilitesi değerleri modellenmiştir. Modelleme için genetik programlama yöntemlerinden biri olan çok genli genetik programlama kullanılmıştır. 46 deney numunesinin 39 tanesi eğitim için, kalan 7 tanesi ise validasyon için kullanılmıştır. Bütün model veri sonuçlarına göre ortalama sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı ve sürtünme stabilitesi R2 değerleri sırasıyla %95, %93 ve %86 olarak elde edilmiştir. Üçüncü aşamada üretim parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Soğuk presleme süresi ve basıncı, sıcak presleme süresi-basıncı ve sıcaklığı, kürleme sıcaklığı ve süresi değerleri optimize edilmiştir. Üretim optimizasyonuna göre soğuk presleme süresi 3 dk., soğuk presleme basıncı 12 MPa, sıcak presleme süresi 15 dk., sıcak presleme basıncı 12 MPa, sıcak presleme sıcaklığı 150 °C, kürleme süresi 8 s ve kürleme sıcaklığı 150 °C olarak belirlenmiştir. Son aşamada içeriği ve üretim parametresi optimize edilmiş fren balatalarının içerisine dolgu malzemesi olarak yüksek fırın, bakır ve alüminyum cüruf malzemelerinin kullanımı araştırılmıştır. Numune içerisinde %40 oranında barit kullanılırken, her bir cüruf malzeme için bu oran %10 oranında azaltılmış ve cüruf malzemesinin oranı %10 arttırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre fren balatası kompozisyonunda yüksek fırın cürufu oranının %10, bakır cürufu oranının %30 ve alüminyum cürufu oranının %20 değerine kadar kullanımının uygun olduğu çalışma sonucunda önerilmiştir.