Principali direzioni di ricerca sui materiali d'attrito

Principali direzioni di ricerca sui materiali d'attrito
Al fine di adattarsi allo sviluppo dell'industria meccanica, al perfezionamento e all'esplorazione di nuovi materiali di attrito, concentrandosi sui seguenti aspetti: migliorare la resistenza all'usura del materiale, che determina la durata del dispositivo di frenatura; ottenere un coefficiente di attrito sufficientemente elevato e stabile per garantire l'affidabilità e la scorrevolezza del lavoro dei dispositivi di frenatura e trasmissione.
La resistenza al calore dei materiali d'attrito è caratterizzata fondamentalmente da due indicatori: la resistenza all'ossidazione alle alte temperature e la capacità della matrice metallica su cui è basato il materiale di mantenere una sufficiente resistenza meccanica. Per raggiungere temperature operative più elevate, si è verificata una transizione verso metalli più refrattari e leghe più complesse. Come nel carico pesante con più materiali a base di ferro anziché materiali a base di bronzo: al fine di migliorare la temperatura di esercizio e il limite di resistenza meccanica dei materiali a base di rame, alluminio anziché stagno per creare leghe di rame; materiali a base di ferro con l'aggiunta di nichel, cobalto, cromo, manganese, tungsteno, molibdeno e altri elementi per realizzare leghe di ferro, al fine di migliorare ulteriormente la stabilità termica e la resistenza meccanica del materiale di attrito a base di ferro.
Materiali d'attrito a base di ferro a contatto con il ferro ad alte temperature. Inoltre la grafite instabile tende sempre più ad essere sostituita da agenti antigrippanti inerti (come il nitruro di boro). Sotto carichi pesanti, vengono proposti materiali di attrito metallurgici in polvere a base di nichel e tungsteno. Per migliorarne la resistenza all'ossidazione vengono proposti materiali d'attrito a base di fibre di acciaio inossidabile. Per la resistenza all'usura, la stessa multilega viene utilizzata per aumentare la resistenza della matrice metallica del materiale di attrito.
Al fine di migliorare e stabilizzare il coefficiente di attrito, è stato svolto molto lavoro di ricerca esplorando nuovi agenti di attrito e agenti antigrippaggio. Al fine di migliorare il coefficiente di attrito dei materiali di attrito a base di ferro aggiunti tali composti: come carburo di boro, carburo di silicio, carburo di zirconio, nitruro di boro, ecc. Per lavori con carichi pesanti, come agente di attrito del biossido di silicio con carburo e nitruro da sostituire.
Nei materiali a base di rame, silice, amianto, mullite e ossido di alluminio vengono utilizzati efficacemente come agenti di attrito per migliorare il coefficiente di attrito. Il bisolfuro di molibdeno, il bisolfuro di tungsteno e il nitruro di boro sono ampiamente utilizzati nei materiali a base di ferro per regolare il coefficiente di attrito e migliorare le proprietà anti-graffio. Prestare maggiore attenzione ai metalli fusibili piombo, stagno, bismuto, antimonio, cadmio e altri additivi, entrano in attrito a causa dell'aumento della temperatura e si trasformano in liquido, per evitare la produzione del fenomeno stick-slip, per stabilizzare il coefficiente di attrito è vantaggioso. Nel materiale di attrito da aggiungere rispetto al carburo puro o al nitruro puro più stabile, maggiore resistenza del composto complesso ha svolto molto lavoro. Materiali a base di ferro e rame in una soluzione solida di titanio o zirconio, ossigeno, carbonio, composti di azoto TiO-TiN-TiC o Zr-ZrO-ZrN, il coefficiente di attrito di questo materiale è 0.55 , la resistenza all'usura può essere aumentata di oltre 9 volte.
Ad una velocità di attrito di 40 ml/s, i materiali d'attrito con più del 2% di ossido di titanio e dal 3% al 10% di ossidi di silicio, alluminio, zirconio, magnesio, berillio, calcio e cromo nei materiali a base di ferro e rame sono consigliato.
Una delle nuove soluzioni proposte è quella di far sì che i pori della matrice metallica pre-sinterizzata incorporino polvere di vetro finemente macinata, operazione ottenuta impregnandola con una resina siliconica contenente particelle di vetro in sospensione, seguita da un trattamento termico supplementare.
Se in passato la produzione di materiali di attrito derivanti dalla metallurgia delle polveri si basava principalmente sull'esperienza pratica, in futuro l'attenzione principale sarà rivolta allo studio del meccanismo di attrito e di usura durante il funzionamento della coppia di attrito, che fornirà un quadro scientifico base per la progettazione di materiali d'attrito con le proprietà richieste.