Kahverengi alüminyum oksit (aynı zamanda kahverengi erimiş alümina, BFA olarak da bilinir), özellikle Asbestsiz Organik (NAO) ve yarı metalik fren balatalarında olmak üzere birçok sürtünme malzemesi formülasyonunda önemli bir aşındırıcı katkı maddesidir.
1. Malzeme Profili: Kahverengi Alüminyum Oksit
Bileşimi: Boksitin (alüminyum cevheri) kok ve demir ile elektrik ark ocağında eritilmesiyle üretilir. Esas olarak α-Al₂O₃’den oluşur, ancak %2-4 oranında titanyum dioksit (TiO₂) ve diğer safsızlıklar (silika, demir oksitler) içerir.
Temel Özellikler (Beyaz Alüminyum Oksit’e kıyasla):
Yüksek Sertlik: Mohs sertliği ~8.9 (beyaz alüminanın 9.0’ından biraz daha düşük, ancak yine de son derece sert).
Yüksek Tokluk: En belirgin özelliği. TiO₂, daha sert bir kristal yapı oluşturarak darbe altında ezilmeye veya kırılmaya karşı daha dirençli hale getirir.
Kendiliğinden Bilenen: Kırıldığında, yeni keskin kenarlar ortaya çıkarmak için yarık düzlemleri boyunca kırılır. Bu, tutarlı aşındırıcı etkiyi korumaya yardımcı olur.
Maliyet Etkin: Daha düşük maliyetli hammaddelerin (boksit ve saflaştırılmış alümina) kullanılması nedeniyle genellikle beyaz alüminyum oksitten daha ucuzdur.
2. 325 Mesh’in Önemi
Parçacık Boyutu: 325 mesh, yaklaşık 44 mikron (0,044 mm) ortalama parçacık boyutuna karşılık gelir . Bu, orta-ince toz olarak kabul edilir .
Fren Balataları İçin Bu Boyut Neden Önemlidir:
Kontrollü Aşınma: Rotor üzerinde aşırı agresif olmadan, sürtünme matrisine düzgün bir şekilde entegre olabilecek ve tutarlı, öngörülebilir sürtünme sağlayacak kadar ince.
Yüzey Teması: Daha iri taneli zımpara taşlarıyla ilişkili aşırı “kazma” olmadan etkili sürtünme modülasyonu için çok sayıda temas noktası sağlar.
Gürültü Azaltma: Çok iri taneli malzemelere kıyasla daha ince parçacıkların yüksek frekanslı gıcırtı sesi yaratma olasılığı daha düşüktür, ancak formülasyon dengesi hala önemlidir.
Dağılım: Homojen bir bileşik elde etmek için diğer tozlarla (reçineler, elyaflar, yağlayıcılar) iyi karışır.
3. Fren Balatası Formülasyonundaki Temel Fonksiyonlar
Kahverengi alümina 325 mesh, performansı artıran aşındırıcı dolgu maddesi görevi görür :
Sürtünme Katsayısı Sabitleyici ve Değiştirici:
Camlaşmayı Önler: Sert, keskin parçacıkları hem balatanın hem de rotorun sürtünme yüzeyinde mikro çizikler oluşturarak pürüzsüz, düşük sürtünmeli camsı bir tabakanın (“camlaşma”) oluşmasını engeller.
Yüksek Sıcaklık Sürtünmesini Korur: Sürtünme arayüzünü sürekli yenileyerek yüksek sıcaklıklarda sürtünme kaybını önlemeye yardımcı olur. Dayanıklılığı, yüksek kesme kuvvetleri altında bile dayanıklılığını korur.
Aşınma Yönetimi:
Balata Aşınma Direncini Artırır: Balata kompozitinin genel dayanıklılığını artırır.
Tanımlı Rotor Aşınması: Kontrollü bir aşındırıcıdır, yani ölçülebilir rotor aşınmasına neden olur. Bu, hesaplanmış bir dengedir. 325 mesh’lik parçacıkların tutarlı ve ince aşınması, kontrolsüz veya kaba aşındırıcıların düzensiz, oyuk oluşturan aşınmasına tercih edilir.
Termal ve Mekanik Rol:
Isı İletimi: Alüminyum oksit iyi bir ısı iletkenliğine sahiptir ve sürtünme arayüzünden gelen ısının dağıtılmasına yardımcı olur.
Yapısal Bütünlük: Sert parçacıklar sürtünme matrisine mekanik dayanıklılık katar.
4. Tipik Uygulama ve Formülasyon Hususları
Uygulama Segmentleri: Sağlam ve uygun maliyetli bir sürtünme düzenleyicinin gerekli olduğu OE değiştirme, orta ila yüksek performanslı satış sonrası ve ticari araç fren balatalarında yaygın olarak kullanılır .
Tipik Dozaj: Genellikle toplam sürtünme karışımının ağırlığının %3 ila %8’i arasında değişir . Kesin yüzde oranı, kapsamlı formülasyon testleri ile belirlenen kritik bir dengeye bağlıdır.
Temel Sinerjiler ve Denge:
İstenilen sürtünme seviyesini ve eğrisini (mu – sıcaklık) oluşturmak için yağlayıcılarla (örneğin grafit, kok) birlikte çalışır .
Takviye lifleri (aramid, çelik, cam) ve reçine bağlayıcı ile dengelenmelidir .
Kahverengi alüminanın tokluğu, onu özellikle ağır yükler veya agresif sürüş koşulları altında dayanıklılık gerektiren formülasyonlar için uygun hale getirir.
5. Avantajlar ve Zorluklar
Avantajları:
Maliyet Etkin Performans: Premium alternatiflere göre daha düşük maliyetle mükemmel aşındırıcı etki ve sürtünme kararlılığı sağlar.
Dayanıklı ve Sağlam: Daha kırılgan aşındırıcılardan daha iyi yüksek kesme gerilimlerine dayanır.
Güvenilir Sürtünme: Geniş bir sıcaklık aralığında istikrarlı ve öngörülebilir sürtünme özellikleri sunar.