Burç, conta ve rulman uygulamaları için saf poli-tetra-flor-etilen ve bronz takviyeli poli-tetra-flor-etilen kompozitin tribolojik performanslarının karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, endüstrinin çeşitli sektörlerinde makinelerde sıkça kullanılan hidrolik piston contaları, salmastra ve keçeler gibi polimerlerden üretilen malzemelerin tribolojik performansları incelenmiştir. Tribolojik çalışmada saf poli-tetra-flor-etilen (PTFE) polimeri ile ağırlık olarak %25 oranında bronz takviyeli poli-tetra-flor-etilen (PTFE/25bronz) kompozit kullanılmış ve her iki malzemenin tribolojik performansları karşılaştırılmıştır. Tribojik deneyler disk üzerinde pim olacak şekilde dizayn edilmiş aşınma cihazında gerçekleştirilmiştir. Tribolojik deneyler 30N-150N yük aralığında ve 1.0 m/s kayma hızında yapılmıştır. Deneylerde sürtünme katsayısı, aşınma hacmi, pim/disk yüzey sıcaklıkları ve spesifik aşınma oranı ölçülmüştür. Çalışma sonucunda PTFE/25 bronze kompozitin sürtünme katsayısı, pim/disk yüzey sıcaklığı ve aşınma oranı saf PTFE’ye daha düşük olduğu tespit edilmiştir. PTFE polimerine %25 bronz ilavesi kompozitin spesifik aşınma oranında önemli oranda azalmaya sebep olmuştur. Taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskop kullanılarak numunelerin aşınma yüzey mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Saf PTFE polimerinde abrazif aşınma, PTFE/bronz kompozitinde ise adhezif aşınma mekanizması gözlenmiştir.

In this study, the tribological performances of materials produced from polymers such as hydraulic piston seals, glands and seals, which are frequently used in machines in various sectors of the industry, were investigated. In the tribological study, pure poly-tetra-fluoro-ethylene (PTFE) and 25wt.% bronze reinforced poly-tetra-fluoro ethylene (PTFE/25bronze) were used and the tribological performances of both materials were compared. Tribological tests were realised on a pin-on-disc wear test rig. Tribological experiments were performed in the load range of 30N-150N and sliding speed of 1.0 m/s. Friction coefficient (µ), wear volume, pin/disk surface temperatures and specific wear rate (SWR) were measured. As a result, it was observed that the µ, pin/disc surface temperature and SWR of PTFE/25bronze composite were lower than pure PTFE. The addition of 25wt.% bronze to the PTFE caused a significant reduction in the SWR of the composite. Optical and scanning electron microscopy were used to examine the wear surface microstructure of the samples. Abrasive wear mechanism was observed in pure PTFE and adhesive wear mechanism in PTFE/bronze composite.