Kompozitlerin kuru kaymadaki aşınma davranışlarının deneysel olarak araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, kuru kayma aşınması şartlarında örgü kumaş şeklinde biaxial cam elyaf (0/90 ve -45/45), triaxial cam elyaf (-45/90/45), quadriaxial cam elyaf (0/45/90/-45), biaxial karbon elyaf (-45/45) ve cam ile karbon elyaflardan oluşan biaxial hibrit elyaf (-45/45) takviyeli epoksi reçine matrisli kompozit malzemelerin aşınma davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Kompozit malzemelerin üretiminde vakum destekli reçine infüzyon yöntemi (VARIM) kullanılmıştır. Önceden kesilmiş ve katlanmış elyafların birbiri üzerine istiflenmesi ve vakum ortamında reçinenin elyaflara emdirilmesinin ardından 80 santigrat derecede 5 saat kürleme işlemiyle kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Vakum destekli reçine infüzyon tekniği, kompozit yapı üretiminde, üretim sırasında uygulanan vakum sayesinde kompozit yapısal elemanlara gelişmiş mekanik özellikler kazandırması açısından avantajlıdır. Üretilen kompozit malzemelerin aşınma testleri TE53 çok amaçlı sürtünme ve aşınma deney cihazıyla yapılmıştır. Uygulanan aşınma test yöntemi disk üzerinde blok (block on roller) yöntemidir. Test parametreleri seçiminde ASTM 137-97 (2009) standardı referans alınmıştır. Aşındırıcı disk olarak AISI 52100, 65 HRC sertleştirilmiş rulman çeliği kullanılmış ve farklı iki yüzey pürüzlülük değerlerinde (Ra=0,16 mikron, Ra=0,32 mikron), her birinden ikişer adet olmak üzere toplamda dört adet aşındırıcı disk imal edilmiştir. Her bir test numunesi için farklı parametreler altında sekiz farklı test yapılmış ve her test aşaması için testler üç kere tekrarlanarak ortalama sonuç değerleri alınmıştır. Aşınma davranışlarını uygulanan yük, kayma mesafesi, aşındırıcı disk yüzey pürüzlülüğü ve kayma hızının bir fonksiyonu olarak incelemek için ayrıca SEM analizleri de yapılmıştır. In this study, the wear behavior of the knitted fabric shaped biaxial glass fiber (0/90 and -45/45), triaxial glass fiber (-45/90/45), quadriaxial glass fiber (0/45/90/-45), biaxial carbon fiber (-45/45) and biaxial hybrid fiber (-45/45) composing of glass and carbon fibers and the composites with reinforced epoxy resin matrix materials were investigated experimentally. In the production of composite materials, Vacuum Assisted Resin Infusion Method (VARIM) was used. The composite material production was carried out at 80 centigrade degree during 5-hour curing process after stowing the pre-cut and folded fibers over each other and impregnating the resin inside fibers in vacuumed environment. Vacuum Assisted Resin Infusion Method has advantageous for production of the composite material due to the applied vacuum operation with respect to developing mechanical properties of the composite structural elements. The wear tests of the produced composite materials were conducted on the multi-purposes friction and TE53 wear test unit. The applied wear test method was the block on roller method. ASTM 137-97 (2009) standard was taken as reference for selection of the test parameters. AISI 52100, 65 HRC hardened bearing steel was used as abrasive disc and four quantities of abrasive disc having two different surface roughness values (Ra=0,16 micron, Ra=0,32 micron) were produced as total. Eight different wear tests were conducted under different parameters for each test sample and average test results were used after repeating these tests for three times for the each test level. SEM analysis has been also conducted to investigate the phenomenon of wear as a function of applied load, sliding distance, the surface roughness of abrasive disc and sliding velocity.