Otomotiv Sektöründe Bilyalı Mafsal Yatak Uygulamaları İçin Polioksimetilen (POM) Malzemelerin Aşınma Özelliklerinin Karşılaştırmalı Analizi
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Bu çalışma, otomotiv endüstrisinde bilyalı mafsal rulman uygulamaları için tasarlanmış Polioksimetilen (POM) malzemelerin aşınma özelliklerini incelemektedir. İki farklı POM malzemesi; ticari olarak kullanılan homopolimer yapıdaki Delrin marka POM (Homopolimer POM) ve Kevlar elyaf takviyeli homopolimer yapıdaki Delrin marka POM (Kevlar Takviyeli POM olarak adlandırılacaktır) ele alınmıştır. Bu malzemeler laboratuvar tipi bir enjeksiyon cihazı kullanılarak şekillendirilmiş ve pim-disk aşınma test cihazı kullanılarak laboratuvar koşullarında aşınma davranışları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Aşınma testleri, 20 N yük ve 150 rpm dönme hızında, atmosferik ortamda ve Al2O3 aşındırıcı karşı yüzey kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Numune yüzeylerindeki aşınma izleri, aşınma hacimlerini belirlemek için temasız optik profilometre ile incelenmiştir.
Elde edilen bulgular, Homopolimer POM'un 0,11 sürtünme katsayısına sahip olduğunu, buna karşın Kevlar Takviyeli POM'un daha düşük bir sürtünme katsayısı olan 0,07'ye sahip olduğunu göstermiştir. Homopolimer POM için aşınma oranı 9.7x10-6 mm3/Nm olarak belirlenirken, Kevlar Takviyeli POM'da bu oran biraz daha düşük, 8.97x10-6 mm3/Nm olarak ölçülmüştür. Bu aşınma oranları, aşınma testlerinde kullanılan Al2O3 bilyelerin yüzeylerinin optik profilometre ile incelenmesiyle desteklenmiştir. Özellikle, Kevlar Takviyeli POM ile yapılan aşınma testinde kullanılan aşındırıcı bilyenin yüzeyinde 0,6 mm çapında bir transfer tabakası oluşurken, Homopolimer POM'u aşındıran karşı yüzeyde 0,97 mm çapında daha büyük bir transfer tabakası oluşmuştur. Aşınma izlerinin SEM görüntüleri, sıvanma ve kılcal yanal çatlaklarla birlikte delaminasyonların etkin aşınma mekanizmaları olduğunu göstermiştir.
Sonuç olarak, Kevlar Takviyeli POM, bilyalı mafsal rulman uygulamalarında Homopolimer POM'a kıyasla yaklaşık %10 daha yüksek aşınma performansı sergilemekte olup, otomotiv uygulamalarında artırılmış dayanıklılık için uygun bir seçenek olduğunu vurgulamaktadır.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Hariprasad, N., Yogeswaran, M., Girirajan, K. S., & Raviraj, V. (2020). Friction and Wear Properties of Polymeric Composite Materials for Bearing Applications.
Liao, Y., Chen, C., Wei, B., Yang, S., & Bai, S. (2022). Green recycling of aramid fiber waste as the friction modifier of POM by solid state shear milling technology. Polymers for Advanced Technologies, 2022. DOI: 10.1002/pat.5808. DOI: https://doi.org/10.1002/pat.5808
A.K. Bledzki, A.A. Mamun, M. Feldmann, Polyoxymethylene composites with natural and cellulose fibres: toughness and heat deflection temperature, Compos Sci Technol 72 (2012) 1870–1874. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2012.08.004
W. Luo, Q.M. Ding, Y. Li, S.T. Zhou, H.W. Zou, M. Liang, Effect of shape morphology on mechanical, rheological and tribological properties of polyoxymethylene/aramid composites, Polym Sci Ser A 57 (2015) 209–220. DOI: https://doi.org/10.1134/S0965545X15020108
D.H. Gordon, S.N. Kukureka, The wear and friction of polyamide 46 and polyamide 46/aramid-fibre composites in sliding-rolling contact, Wear 267 (2009) 669–678. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.11.026
G. Zhang, I. Häusler, W. Österle, B. Wetzel, B. Jim, Formation and function mechanisms of nanostructured tribofilms of epoxy-based hybrid nanocomposites, Wear 342- 343 (2015) 181–188. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2015.08.025
G. Zhang, Structure-tribological property relationship of nanoparticles and short carbon fibers reinforced PEEK hybrid composites, J Polym Sci Polym Phys 48 (2010) 801–811. DOI: https://doi.org/10.1002/polb.21951
Q.H. Wang, X.R. Zhang, X.Q. Pei, Study on the synergistic effect of carbon fiber and graphite and nanoparticle on the friction and wear behavior of polyimide composites, Mater Design 31 (2010) 3761–3768. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.03.017
M.D. Barnes, K. Fukui, K. Kaji, T. Kanaya, D.W. Noid, J.U. Otaigbe, V.N. Pokrovskii, B.G. Sumpter, Advances in polymer science, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, Germany, 2001.
L. Zhang, H. Qi, G. Li, G. Zhang, T. Wang, Q. Wang, Impact of reinforcing fillers’ properties on transfer film structure and tribological performance of POM-based materials, Trib Int 109 (2017) 58-68. DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2016.12.005