TEKNOLOJĐK - Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi

Teknolojik Araştırmalar 2008 (4) 33-40 Fren Balata Malzemelerinin Sürtünme ve Aşınmaya Etkisinin Đncelenmesi
2. BALATA BĐLEŞENLERĐ VE BĐLEŞENLERĐN BALATA ÖZELLĐKLERĐNE ETKĐLERĐ
Otomotiv ve endüstriyel uygulamalarda kullanılan balataların kompozisyonlarında 10-20 adet farklı
malzeme mevcuttur. Kaliteli bir balata üretebilmek için bu malzemelerin hangi oranlarda kullanılacağını
belirlemek oldukça zordur. Balata katkı maddeleri istenilen fiziksel ve mekanik özellikleri sağlamak,
sürtünme-aşınma ve diğer özellikleri iyileştirmek amacıyla kullanılır.
Balata kompozisyonlarında kullanılan malzemeler sahip oldukları görev bakımından, bağlayıcı
malzemeler, sürtünme ayarlayıcı malzemeler, dolgu malzemeleri ve takviye malzemeleri olarak dört
gruba ayrılmaktadır [7].
2.1. Bağlayıcı Malzemeler
Bağlayıcılar, tüm bileşenleri bir arada tutmak ve kararlı bir matris oluşturmak için kullanılır. Bu
malzemeler polimer esaslı olduğundan, yüksek sıcaklıklara dayanıksızdırlar ve sürtünme malzemesinin
içinde değişimi en az tahmin edilebilen komponentlerdir. Genel olarak termoset veya novolac tipte
fenolik reçine yer alır ve sönümlemeyi arttırmak için lastik tozu ile birlikte kullanılır [8]. Bağlayıcı olarak
birçok termoset reçineyi kullanmak mümkündür fakat bunlar arasında fenol formaldehitler otomotiv
sektöründe kullanılan en yaygın bağlayıcıdır.
Fenol (Phenol) ve formaldehit (Formaldehyde) kalıp pudrası halinde kullanılır. Basınç altında kalıplanır,
sürtünmenin azaltılabilmesi için bir miktar grafite yer verilir. Fenol formaldehitler yüksek sıcaklıklarda
kullanışlıdırlar çünkü sürekli bir yapı kafesine sahip oldukları için moleküller arasında kayma olmaz.
Böylece şekil değiştirme sıcaklığın yükselmesine bağlı değildir [9]. Doğal veya sentetik kauçuk da
bağlayıcı olarak kullanılmaktadır [10].
2.2. Sürtünme Ayarlayıcı Malzemeler
Sürtünme ayarlayıcı katkı maddeleri sürtünme katsayısını değiştiren maddelerdir. Bunları abrasif olan ve
olmayan şeklinde ayırmak da olasıdır. Toz halde alümina gibi abrasif özellikli malzemeler sürtünme
katsayısını artıran, grafit gibi katı yağlayıcılar ise sürtünme katsayısını istenen düzeye getirmek için
katılan bileşenlerdir. En çok çeşide sahip olan bileşen türü sürtünme ayarlayıcılardır. Bunlara aşınma
özelliklerini ve mekanik özellikleri iyileştirmek için ilave edilen elastomerler, fenolik sürtünme
parçacıkları, fenolik reçineler için kürleştiriciler ve diğer sürtünme artırıcı ve azaltıcı katkılar da dâhildir.
Pirinç, çinko veya diğer metal tozları abrasif özellikleri kontrol etmek için katılmaktadır [11].
Fren balatası üretiminde kullanılan bir katkı maddesi birden çok etkiye sahip olabilir. Sürtünme ayarlayıcı
malzemeler aynı zamanda bir yağlayıcı olarak balataları kalıptan çıkarmaya da yardım etmektedir.
Bununla birlikte dolgu maddesi ve temizleyici madde etkisi de yaparlar. Sürtünme ayarlayıcı olan
yağlayıcıları kuru ve yaş yağlayıcı olarak iki gruba ayırmak mümkündür. Grafit ve molibden disülfit
yaygın olarak kullanılan kuru yağlayıcılardır. Kurşun ise önceleri yaygın olarak kullanılan yaş bir
yağlayıcı olmasına rağmen son yıllarda çevreye etkisi ve sağlık riski nedeniyle kullanımından
vazgeçilmiştir. Yağlayıcılar sürtünme yüzeyinde bir film oluşturarak sürtünme katsayısını
azaltmaktadırlar.
2.2.1. Grafit Tozu
Sürtünme malzemelerinde (balatalarda) önemli yer tutan grafit, iki boyutlu halkalar şeklinde dizilmiş
karbon atomu tabakalarından oluşan parlak, yumuşak bir malzemedir. Grafit kolayca talaşlı işlenebilir,
sıcaklığa ve ısıl şoka dayanıklı, iyi bir ısıl iletken, kuvvetli oksitleyici maddeler hariç hemen hemen tüm
korozif maddelere dayanıklıdır. Grafitin özgün bir özelliği sıcaklık arttıkça dayanımının artmasıdır.
Düşük sürtünme uygulamalarında sıkça kullanılır. Grafit ve diğer malzemeler arasındaki sürtünme
34