Influence of basalt particles on tribological properties of polymeric composites intended for friction contacts in means of transport

• Autorzy: Posmyk Andrzej , Myalski Jerzy

Warianty tytułu

PL

Wpływ cząstek bazaltowych na właściwości tribologiczne kompozytów polimerowych przeznaczonych do skojarzeń ciernych środków transportu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the basics of the production and the results of tribological tests of a composite with an epoxy resin matrix with increased elasticity (Havel LGH 288) containing basalt particles (BP) in the amount of 20, 30 and 40 wt.% as the reinforcing phase, for friction elements of technical means of transport. Comparative tests were performed on a T-01 tribological tester at ambient temperature with pressure p = 5 MPa and relative speed v = 1 m/s, friction distance s = 1000 m. The tester reproduces the brake pad/disc contact. As a result of the tests, it was found that the developed composite material can rubbing against GJL-250 cast iron used for brake discs. The coefficient of friction in the contact stabilizes after running-in of the contact regardless of the particle content (μ = 0.5). The wear of the composite brake pad decreases, and the wear of the cast iron disc increases along with the content of basalt particles. The reason for such tribological properties is the high hardness of the basalt. The basalt particles cutting the cast iron intensify its wear. Their surface after running-in increases the actual contact area, which reduces the coefficient of friction. The matrix wear debris is deposited on the surfaces of the basalt particles. The heat generated by friction causes a local temperature increase on the basalt particles coated with wear debris, which results in a decrease in the coefficient of friction to 0.5, regardless of the BP content.

PL

Przedstawiono podstawy wytwarzania i wyniki badań tribologicznych kompozytu przeznaczonego na elementy cierne technicznych środków transportu kompozytu z osnową z żywicy epoksydowej o podwyższonej elastyczności (Havel LGH 288) zawierającej jako fazę umacniającą cząstki bazaltowe (BP) w ilości 20, 30 i 40% wagowych. Wykonano badania porównawcze na testerze tribologicznym T-01 w temperaturze otoczenia przy nacisku p = 5 MPa i prędkości względnej v = 1.0m/s, droga tarcia s = 1000 m. Tester odtwarza pracę skojarzenia klocek hamulcowy/tarcza. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że opracowany materiał kompozytowy może współpracować z żeliwem GJL-250 stosowanym na tarcze hamulcowe. Współczynnik tarcia w skojarzeniu stabilizuje się po dotarciu skojarzenia niezależnie od zawartości cząstek (μ = 0.5). Zużycie kompozytowego klocka hamulcowego maleje, a tarczy żeliwnej rośnie wraz z zawartością cząstek bazaltowych. Przyczyną takich właściwości tribologicznych jest duża twardość bazaltu. Cząstki bazaltowe, skrawając żeliwo, intensyfikują jego zużycie. Ich powierzchnia po dotarciu zwiększa rzeczywistą powierzchnie styku, co zmniejsza współczynnik tarcia. Produkty zużycia osnowy są osadzane na powierzchniach cząstek bazaltu. Ciepło generowane tarciem powoduje lokalny wzrost temperatury na cząstkach bazaltu pokrytych produktami zużycia, co skutkuje spadkiem współczynnika tarcia do wartości 0,5 niezależnie od zawartości BP.

Słowa kluczowe

EN

transport; basalt particles; fiction in air; frictional brakes; vehicles

PL

transport; cząstki bazaltowe; tarcie technicznie suche; hamulce cierne; pojazdy

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 20, nr 1
• Strony: 3--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Posmyk Andrzej

• Silesian University of Technology, Faculty of Transport and Aviation Engineering, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Myalski Jerzy

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Engineering, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] Basalt Products, Basic Information, Incotelogy GmbH, Pulheim 2019.
• [2] Basalt chopped strand, Technical Data Sheet, Incotelogy, Pulheim 2015.
• [3] Kozieł M., Charakterystyka krajowych bazaltów regionu dolnośląskiego z przeznaczeniem na włókna amorficzne, Prace Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych, 2(4), Kraków 2009, 55-64.
• [4] Todic A., Cikara D., Lazic V., Examination of wear resistance of polymer-basalt composites, Tribology in Industry 2013, 35(1), 36-41.
• [5] Babu S.M., Rao M.V., Experimental studies on the effect of basalt powder inclusion on mechanical properties of hybrid epoxy and polyester reinforced with glass fibre, Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2019, 25-31.
• [6] Bazan P., Kuciel S., Kompozyty na osnowie poli(oksymetylenu) POM wzmacniane włóknami bazaltowymi, Przetwórstwo Tworzyw 2015, 3, 200-204
• [7] Posmyk A., Tribologia materiałów kompozytowych w pojazdach samochodowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2020.
• [8] Ary Subaia I.G.D., Atmika KT., Setiadi W.N., Parwata M.D., Wear behavior of basalt powder reinforced phenolic resin matrix composites brake lining, International Conference on Mechanical, Materials and Engineering 2016, 20-25.
• [9] Myalski J., Kształtowanie właściwości tribologicznych kompozytów zawierających węgiel szklisty, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).