Kaplanmış otomotiv fren diskinin frenleme performansına etkisinin araştırılması

Abstract

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 yöntemlerikullanılarak 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, mikrosertlik 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

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