Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Effect of compression molding temperature on the characterization of asbestos-free composite friction materials for railway applications

Creators

  • 1. State University of Semarang
  • 2. Universiti Malaysia Pahang
  • 3. INTI International University
  • 4. Universidade da Paz
  • 5. Tun Hussein Onn University of Malaysia

Description

Brake pads significantly affect the braking performance of railways under both normal and emergency operating conditions. In previous studies, brake pads were made using the hand lay-up method and produced the best properties on specimens with epoxy, rice husk, Al2O3 and Fe2O3 compositions of 50%, 20%, 15% and 15%. However, the resulting density does not meet the density standard set by PT Industri Kereta Api Indonesia (PT INKA), which is 1.7–2.4 g/cm3. To date, there has been limited research into the utilization of the compression hot molding method for the production of asbestos-free composite friction materials composed of epoxy, rice husk, Al2O3 and Fe2O3 for railway applications. In this study, we aimed to determine the effect of compression molding temperature on the characterization of composite brake pads for railway applications. The brake pad specimens were made of epoxy resin, rice husk, Al2O3 and Fe2O3 with a composition of 50%, 20%, 15% and 15%, respectively. The manufacture of composites in this study used the compression molding method with a pressure of 20 MPa for 15 min holding time. The mold temperature used were 80, 100, 120 ℃. Density, hardness, tensile, wear, thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) tests were performed to evaluate the properties of the specimens obtained. The results demonstrated that an increase in molding temperature improved the characterization of the brake pads, with the best results achieved at a molding temperature of 120 ℃ (SP-3 specimen). SP-3 specimens had the best density, hardness, tensile properties and thermal properties compared to other specimens.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تؤثر بطانات الفرامل بشكل كبير على أداء الفرامل للسكك الحديدية في ظل ظروف التشغيل العادية والطارئة. في الدراسات السابقة، تم تصنيع وسادات الفرامل باستخدام طريقة وضع اليد وأنتجت أفضل الخصائص على العينات مع الإيبوكسي وقشر الأرز و Al2 O< sub> 3 و Fe< sub> 2 O 3 تركيبات 50 ٪ و 20 ٪ و 15 ٪ و 15 ٪. ومع ذلك، فإن الكثافة الناتجة لا تفي بمعيار الكثافة الذي حددته PT Industri Kereta Api Indonesia (PT INKA)، وهو 1.7–2.4 جم/سم3. حتى الآن، كان هناك بحث محدود في استخدام طريقة القولبة بالضغط الساخن لإنتاج مواد احتكاك مركبة خالية من الأسبستوس تتكون من الإيبوكسي وقشر الأرز و Al2O3 و Fe2O3 لتطبيقات السكك الحديدية. في هذه الدراسة، استهدفنا تحديد تأثير درجة حرارة قولبة الانضغاط على توصيف تيل الفرامل المركب لتطبيقات السكك الحديدية. تم تصنيع عينات وسادات الفرامل من راتنجات الإيبوكسي وقشر الأرز و Al2O3 و Fe2O3 بتركيبة 50 ٪ و 20 ٪ و 15 ٪ و 15 ٪ على التوالي. استخدم تصنيع المواد المركبة في هذه الدراسة طريقة قولبة الضغط بضغط 20 ميجا باسكال لمدة 15 دقيقة. كانت درجة حرارة القالب المستخدمة 80، 100، 120 درجة مئوية. تم إجراء اختبارات الكثافة والصلابة والشد والتآكل والتحليل الحراري للجاذبية (TGA) والمسح التفاضلي لقياس السعرات الحرارية (DSC) لتقييم خصائص العينات التي تم الحصول عليها. أظهرت النتائج أن الزيادة في درجة حرارة القالب أدت إلى تحسين توصيف وسادات الفرامل، مع تحقيق أفضل النتائج عند درجة حرارة القالب 120 درجة مئوية (عينة SP -3). تتمتع عينات SP -3 بأفضل كثافة وصلابة وخصائص شد وخصائص حرارية مقارنة بالعينات الأخرى.

Translated Description (French)

Les plaquettes de frein affectent de manière significative les performances de freinage des chemins de fer dans des conditions de fonctionnement normales et d'urgence. Dans des études antérieures, les plaquettes de frein ont été fabriquées en utilisant la méthode de superposition à la main et ont produit les meilleures propriétés sur des échantillons avec des compositions d'époxy, de balle de riz, d'Al2 O < sub> 3 et de Fe < sub > 2O3 de 50 %, 20 %, 15 % et 15 %. Cependant, la densité résultante ne répond pas à la norme de densité fixée par PT Industri Kereta Api Indonesia (PT INKA), qui est de 1,7-2,4 g/cm3. À ce jour, il y a eu des recherches limitées sur l'utilisation de la méthode de moulage à chaud par compression pour la production de matériaux de friction composites sans amiante composés d'époxy, de balle de riz, d'Al2 O < sub > 3 et de Fe2O3 pour des applications ferroviaires. Dans cette étude, nous avons cherché à déterminer l'effet de la température de moulage par compression sur la caractérisation des plaquettes de frein composites pour les applications ferroviaires. Les échantillons de plaquettes de frein ont été fabriqués en résine époxy, en balle de riz, en Al2O3 et en Fe2O3 avec une composition de 50 %, 20 %, 15 % et 15 %, respectivement. La fabrication des composites dans cette étude a utilisé la méthode de moulage par compression avec une pression de 20 MPa pendant 15 min de temps de maintien. La température du moule utilisée était de 80, 100, 120 ℃. Des tests de densité, de dureté, de traction, d'usure, d'analyse gravimétrique thermique (TGA) et de calorimétrie différentielle à balayage (DSC) ont été réalisés pour évaluer les propriétés des échantillons obtenus. Les résultats ont démontré qu'une augmentation de la température de moulage améliorait la caractérisation des plaquettes de frein, les meilleurs résultats étant obtenus à une température de moulage de 120 ℃ (spécimen SP-3). Les échantillons SP-3 avaient la meilleure densité, dureté, propriétés de traction et propriétés thermiques par rapport aux autres échantillons.

Translated Description (Spanish)

Las pastillas de freno afectan significativamente el rendimiento de frenado de las vías férreas en condiciones de funcionamiento normales y de emergencia. En estudios previos, las pastillas de freno se realizaron utilizando el método de colocación manual y produjeron las mejores propiedades en muestras con composiciones de epoxi, cáscara de arroz, Al2 O < sub> 3 y Fe< sub >2O3 de 50%, 20%, 15% y 15%. Sin embargo, la densidad resultante no cumple con el estándar de densidad establecido por PT Industri Kereta Api Indonesia (PT INKA), que es 1.7-2.4 g/cm3. Hasta la fecha, ha habido una investigación limitada sobre la utilización del método de moldeo por compresión en caliente para la producción de materiales de fricción compuestos sin amianto compuestos de epoxi, cáscara de arroz, Al2 O3 y Fe2O3 para aplicaciones ferroviarias. En este estudio, nuestro objetivo fue determinar el efecto de la temperatura de moldeo por compresión en la caracterización de pastillas de freno compuestas para aplicaciones ferroviarias. Las muestras de pastillas de freno estaban hechas de resina epoxi, cáscara de arroz, Al2O3 y Fe2O3 con una composición del 50%, 20%, 15% y 15%, respectivamente. La fabricación de materiales compuestos en este estudio utilizó el método de moldeo por compresión con una presión de 20 MPa durante 15 minutos de tiempo de mantenimiento. La temperatura del molde utilizada fue de 80, 100, 120 ℃. Se realizaron pruebas de densidad, dureza, tracción, desgaste, análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC) para evaluar las propiedades de las muestras obtenidas. Los resultados demostraron que un aumento en la temperatura de moldeo mejoró la caracterización de las pastillas de freno, con los mejores resultados logrados a una temperatura de moldeo de 120 ℃ (muestra SP-3). Las muestras SP-3 tuvieron la mejor densidad, dureza, propiedades de tracción y propiedades térmicas en comparación con otras muestras.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير درجة حرارة القالب الانضغاطي على توصيف مواد الاحتكاك المركب الخالية من الأسبستوس لتطبيقات السكك الحديدية
Translated title (French)
Effet de la température de moulage par compression sur la caractérisation des matériaux de friction composites sans amiante pour les applications ferroviaires
Translated title (Spanish)
Efecto de la temperatura de moldeo por compresión en la caracterización de materiales de fricción compuestos sin amianto para aplicaciones ferroviarias

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389493969
DOI
10.3934/matersci.2023059

Is supplement to
https://openalex.org/W901555509 (Other)
https://openalex.org/W4382574948 (Other)
https://openalex.org/W4285802202 (Other)
https://openalex.org/W2988490945 (Other)
https://openalex.org/W2914211807 (Other)
https://openalex.org/W2619507405 (Other)
https://openalex.org/W2054962129 (Other)
https://openalex.org/W2030129411 (Other)
https://openalex.org/W1991744094 (Other)
https://openalex.org/W1072657899 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1560054163
  • https://openalex.org/W1978229684
  • https://openalex.org/W2708663094
  • https://openalex.org/W2783677593
  • https://openalex.org/W2801713006
  • https://openalex.org/W2807098713
  • https://openalex.org/W2808211787
  • https://openalex.org/W2901703718
  • https://openalex.org/W2908778824
  • https://openalex.org/W2911302403
  • https://openalex.org/W2949244466
  • https://openalex.org/W2960731569
  • https://openalex.org/W2964948181
  • https://openalex.org/W2965847811
  • https://openalex.org/W2971425983
  • https://openalex.org/W2981160096
  • https://openalex.org/W2996817812
  • https://openalex.org/W2997299875
  • https://openalex.org/W3002176143
  • https://openalex.org/W3004987184
  • https://openalex.org/W3007448179
  • https://openalex.org/W3016032452
  • https://openalex.org/W3025120696
  • https://openalex.org/W3037335451
  • https://openalex.org/W3100027082
  • https://openalex.org/W3113854482
  • https://openalex.org/W3122276920
  • https://openalex.org/W3135136771
  • https://openalex.org/W3165726790
  • https://openalex.org/W3194979677
  • https://openalex.org/W3203002731
  • https://openalex.org/W3207178081
  • https://openalex.org/W4205469758
  • https://openalex.org/W4206361805
  • https://openalex.org/W4220660043
  • https://openalex.org/W4236738798
  • https://openalex.org/W4282834078
  • https://openalex.org/W4288717468
  • https://openalex.org/W4292451568
  • https://openalex.org/W4296458804
  • https://openalex.org/W4310154017
  • https://openalex.org/W4319751487
  • https://openalex.org/W4378086735
  • https://openalex.org/W4379882778
  • https://openalex.org/W4387298656