Otomotiv Sektöründe Bilyalı Mafsal Yatak Uygulamaları İçin Polioksimetilen (POM) Malzemelerin Aşınma Özelliklerinin Karşılaştırmalı Analizi

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.