Taşıt fren balatalarında katı yağlayıcı olarak grafit, molibden disülfit ve boron nitrit kullanımının frenleme performansına etkisinin araştırılması

Otomobillerde kullanılan fren sisteminin en önemli bileşeni olan fren balataları kompozit malzeme olduğundan içeriğine eklenen malzemeler farklı katkılar sağlamaktadırlar. Balata içeriğinde bulunan malzemelerin sadece performans açısından katkı sağlaması yetmemekte, kullanıldığında çevreye en az zararı vermesi veya sıfır karbon ayak izini sağlaması beklenmektedir. Ülkelerin ve global kuruluşların balata içeriğine eklenen ve kullanıldığında çevreye zararlı olan malzemeleri yasaklaması (asbest vb.) üreticilerin bu konuda daha sürdürülebilir, çevreci, verimli ve performans açısından alternatif olan malzemelerin kullanımına yöneltmektedir. Balata içeriğinde katı yağlayıcı olarak kullanılan Grafit, karbon bazlı bir malzeme olduğu için çevreye vereceği zarar da kaygı yaratmaktadır. Bu çalışmada balata içeriğinde katı yağlayıcı olarak Grafit, Molibden Disülfit ve Boron Nitrit kullanılarak 9 adet farklı numune ve katı yağlayıcı yerine dolgu malzemesi eklenerek 1 adet referans numunesi üretilmiştir. Katı yağlayıcıların kütlece oranları %3, %6 ve %9 olacak şekilde numuneye eklenerek malzemelerin performansa etkisi değerlendirilmiştir. Toz metalürjisi yöntemi kullanılarak üretilen malzemeler belirli formülasyonlarda bir araya getirilerek, ön şekillendirme ve presleme işlemleri uygulanmıştır. Fren olayının simüle edilmesi için sürtünme test düzeneğinde gri dökme demirden imal edilmiş fren diski kullanılmıştır. Test düzeneğinde, belirli parametreler sağlanarak (basınç, sıcaklık, süre ve diskin dönme hızı) numunelerden sürtünme katsayısı verileri elde edilmiştir. Balata numunelerinin özgül aşınma oranı, sertlik ve yoğunluk gibi malzemeye ait olan fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Sürtünme testinden sonra numunelerin aşınan yüzeylerinin mikro yapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Yapılan çalışmada katı yağlayıcı olarak eklenen Molibden Disülfit ve Boron Nitrit numuneleri, Grafit'e göre yakın sürtünme performansları göstermiştir. Kütlece %3 oranında Grafit eklenen numune en iyi sürtünme katsayısı ortalamasına sahip olmuştur. Bunun ardından sırasıyla referans numunesi ve kütlece %9 oranında Molibden Disülfit eklenen numune en iyi değerlere sahip olmuşlardır.