Friction and Wear Behaviour of Brake Pads Dry Sliding Against

Semi-Interpenetrating Network Ceramics/Al-alloy Composites

رفتار اصطکاکی و سایشی ناشی از سایش خشک لنت های ترمز بر روی

شبکه نیمه نفوذی کامپوزیت های سرامیک/ آلیاژ آلومینیومی

ABSTRACT

Semi-interpenetrating network composites containing 40 vol.% ceramics (5Al2O3·۸SiO2) and 60 vol.% Al-alloy were fabricated in place of cast iron available for automotive brake rotors. The friction and wear performances of brake pads dry sliding against the composites were measured using a SRV testing machine. The test procedures include friction fade and recovery, load sensitivity at 100 and 250°C, and wear. The friction was found to increase first and then decrease with increasing temperature, followed by the inverse recovery upon cooling. Wear showed an incremental tendency over a wide temperature range. For loads from 40 to 160 N, the friction decreased at 100 and 250°C. At load below 128 N, the former friction was inferior to the latter while at load above 128 N the friction exhibited an inverse tendency. Wear mildly increased with load at 100 °C and decreased dramatically at 250 °C. SEM and EDS investigations revealed that the worn pad surfaces at 250 °C were covered by more tribofilms, including more coke and graphite with friction-reducing action as well as fewer compounds (corresponding to Si and Al) with friction-increasing action in comparison with those at 100 °C. The compression of the tribofilms contributed to a large decrease in the friction and wear with increasing load. However, at 100 °C E-glass fibers exposed at the worn surfaces inhibited the excessive wear of the pad despite lack of more tribofilms. Their glossy surfaces decreased the friction. The proposed friction models explain some friction and wear behaviour better.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

شبکه در هم نفوذ کرده نیمه (semi) کامپوزیت های حاوی ۴۰% حجمی سرامیک (۵Al2O3.8SiO2) و ۶۰% حجمی آلیاژ آلومینیوم به جای چدن موجود برای دیسک های چرخ (ترمز) اتومبیل ها، ساخته شد. عملکرد اصطکاکی و سایشی ناشی از سایش خشک لنت های ترمز در برابر کامپوزیت های مذکور با استفاده از دستگاه آزمون SRV اندازه گیری شد. فرآیند آزمون شامل کاهش و بازیابی مجدد اصطکاک، “حساسیت بار” در دماهای ۱۰۰ و ۲۵۰ درجه سانتی گراد و سایش میشد. مشخص شد که اصطکاک با افزایش دما، ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و سپس در طول سردشدن، به طور معکوس بازیابی می گردد. اما سایش در یک بازه دمایی وسیع، به طور تدریجی افزایش یافت. در بارهای ۴۰ الی ۱۶۰ نیوتن، اصطکاک در ۱۰۰ و ۲۵۰ درجه سانتی گراد کاهش یافت. در میزان بار کمتر از ۱۲۸ نیوتن، اصطکاک اولی (دمای کمتر) کمتر از میزان دومی (میزان بیشتر) بوده در حالیکه در میزان بار بیشتر از ۱۲۸ نیوتن، اصطکاک رفتار معکوسی نشان داد. سایش در C°۱۰۰ با میزان بار افزایش اندکی پیدا کرد و در C°۲۵۰ با میزان بار، به طور چشمگیری کاهش یافت. بررسی های SEM و EDS نشان داد که سطح لنت های ساییده شده در C°۲۵۰ با  tribofilm های بیشتری پوشش داده شده است که شامل میزان کک و گرافیت بیشتر با عمل کاهش دهنده اصطکاک و به همان نسبت میزان ترکیبات کمتر (ترکیبات Si و Al) با عمل افزایش دهنده اصطکاک، در مقایسه با حالت C°۱۰۰ می باشد. فشردگی tribofilm ها ناشی از کاهش وسیع در اصطکاک و سایش با افزایش میزان بار است. با این حال، فایبرگلاس های نوع E که در C°۱۰۰ در سطوح ساییده شده به صورت رویاز قرار گرفتند، با وجود کمبود tribofilm ها، از سایش مضاعف لنت جلوگیری کردند. سطوح شیشه ای آنها سبب کاهش اصطکاک شد. مدل های اصطکاک ارائه شده، رفتار اصطکاک و سایش را بهتر توضیح می دهد.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.