Poliamid 6'nın aşınmasında karşı yüzey pürüzlülüğünün etkisi

Abstract

In this study, effect of counterface roughness on the wear of extruded PA 6 is investigated in dry sliding against stainless steel discs. In a pad on disc wear machine, PA 6 pins were tested against stainless steel discs which had various roughness values. Disc material is AISI 416 C stainless steel (0.15% C, 1.25% Mn, 1% Si, 13% Cr, 0.04% P, 0.03% S). Hardness is 52 HRC. Cylindrical surfaces of discs in 60 mm diameter were used as wearing surfaces. Polymer specimens were produced as cylindrical pins in 10 mm diameter. One of end faces of each pin was formed in the same radius with the discs. In all experiments, normal force and sliding speed is constant. The variable parameter is the surface roughness of the discs. Roughness  of the discs were produced by cylindrical grinding. Four different grinding wheels were used. The grain sizes of wheels were 36, 46, 60 and 120. Grain size, diamond dressing rate, grinding time and circumferential speed of the wheel were varied in order to obtain verious counterface roughness values. Circumferential speed was varied using wheels with different diameters without changing the rotational speed. Very high roughness values (mean of profile deviations  Ra = 3 mm) were generated by using grinding wheels with smallest possible diameters. Very low roughness values (Ra 1 mm) it was investigated whether wear rate increases with the parameter (1+4m2)1/2/s or not. It was seen that wear rates of PA 6 increase with this parameter. According to the results of experiments it was seen that steady state wear rates increase in the range of axial Ra = 0 - 1.5 mm and decrease in the range of 1.5 - 3 mm, generating a maximum for almost Ra = 1.5 mm. It is estimated that the decrease in wear rate is caused by the continuous transfer film formation on the counterface. Coefficient of friction generally decreases with increasing counterface roughness. In our experiments, when counterface roughness increased coefficient of friction decreased slowly. It is estimated that the observed slow decrease was caused by high coefficient of friction and high temperature. Keywords: Wear, polymer, roughness, fatigue, abrasive wear. Polimerlerin metal karşı yüzeyle eş çalışmasında, aşınmayı etkileyen en önemli faktörlerden biri karşı yüzeyin pürüzlülüğüdür. Bu çalışmada ekstrüzyon PA 6'nın, paslanmaz çelikten disklerle kuru sürtünmesinde, karşı yüzey pürüzlülüğünün polimerin aşınmasına etkisi incelenmektedir. Pürüzlülük silindirik taşlamayla oluşturulmuştur. Çok küçük pürüzlülük değerleri ise (profil sapmalarının aritmetik ortalaması Ra £ 0.15 mm) taşlamanın ardından 280-320 numaralı SiC zımpara kağıdı kullanılarak elde edilmiştir. Disklerin eksenel yöndeki Ra değeri yaklaşık olarak 0.08 mm'den 3 mm'ye kadar değişmektedir. PA 6 papuç-disk aşınma cihazında, farklı yüzey pürüzlülüğüne sahip paslanmaz çelikten disklerle (AISI 416 C, 52 HRC) aşınma deneyine tabi tutulmuştur. Disk malzemesinin alaşımı % 0.15 C, % 1.25 Mn, % 1 Si, % 13 Cr, % 0.04 P, % 0.03 S şeklindedir. Disklerin yüzeyinde pürüzlülük ölçümleri yapılarak standart pürüzlülük parametreleri elde edilmiştir. Pürüzlülük profillerinden ortalama tepe yuvarlaklık yarıçapı Rav sayısal analizle hesaplanmıştır. Disk yüzeylerinin optik mikrofotoğrafları çekilmiştir. Deneyler sonucunda, ekstrüzyon PA 6'nın karşı yüzeyde sürekli bir transfer filmi oluşturduğu, eksenel Ra = 0-1.5 mm aralığında aşınma hızının arttığı, 1.5-3 mm aralığında ise aşınma hızının azaldığı görülmüştür. Ayrıca karşı yüzeyin Ra = 0-1 μm aralığında, transfer filmi oluşumu sebebiyle, aşınma hızının Rav ile değişiminin Hollander ve Lancaster'in yorulma aşınması modeline uymadığı tespit edilmiştir. Deney sonuçlarının, eksenel Ra = 1-3 mm aralığında, polimerin kopma mukavemeti, sürtünme katsayısı ile abrazif aşınma hızı arasında bir bağıntı veren abrazif aşınma modeline uyduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Aşınma, polimer, yüzey pürüzlülüğü, yorulma, abraziv aşınma.&nbsp

    Similar works