Sürtünme malzemelerinin ana araştırma yönleri

Sürtünme malzemelerinin ana araştırma yönleri
Makine endüstrisinin gelişimine uyum sağlamak için yeni sürtünme malzemelerinin geliştirilmesi ve araştırılması, aşağıdaki hususlara odaklanmaktadır: fren cihazının hizmet ömrünü belirleyen malzemenin aşınma direncinin arttırılması; frenleme ve aktarma cihazlarının çalışmasının güvenilirliğini ve düzgünlüğünü sağlamak için yeterince yüksek ve sabit bir sürtünme katsayısı elde etmek.
Sürtünme malzemelerinin ısı direnci temel olarak iki göstergeyle karakterize edilir: yüksek sıcaklıklarda oksidasyona karşı direnç ve malzemenin dayandığı metal matrisin yeterli mekanik mukavemeti koruma yeteneği. Daha yüksek çalışma sıcaklıklarına ulaşmak için daha refrakter metallere ve daha karmaşık alaşımlara geçiş yapılmıştır. Ağır yük altında bronz esaslı malzemeler yerine demir esaslı malzemelerin daha fazla kullanılması gibi: Bakır esaslı malzemelerin çalışma sıcaklığını ve mekanik dayanım sınırını iyileştirmek amacıyla kalay yerine alüminyum kullanarak bakır alaşımı yapmak; Demir bazlı sürtünme malzemesinin termal stabilitesini ve mekanik mukavemetini daha da geliştirmek amacıyla demir alaşımını yapmak için nikel, kobalt, krom, manganez, tungsten, molibden ve diğer elementlerin eklenmesiyle demir bazlı malzemeler.
Yüksek sıcaklıklarda demirle temas eden demir bazlı sürtünme malzemeleri. Kararsız grafitin yerini inert tutukluk önleyici maddeler (bor nitrür gibi) alma eğilimi giderek artıyor. Ağır yükler altında nikel ve tungsten bazlı toz metalurjik sürtünme malzemeleri önerilmektedir. Oksidasyon direncini arttırmak için paslanmaz çelik fiber bazlı sürtünme malzemeleri önerilmektedir. Aşınma direnci için, sürtünme malzemesinin metal matrisinin mukavemetini arttırmak amacıyla aynı çoklu alaşım kullanılır.
Sürtünme katsayısını iyileştirmek ve stabilize etmek için yeni sürtünme maddeleri ve tutukluk önleyici maddelerin araştırılmasına yönelik birçok araştırma çalışması yürütülmüştür. Demir bazlı sürtünme malzemelerinin sürtünme katsayısını arttırmak için bor karbür, silikon karbür, zirkonyum karbür, bor nitrür vb. gibi bileşikler eklenmiştir. Ağır yük işleri için, silikon dioksitin karbür ile sürtünme maddesi olarak ve nitrür değiştirilmelidir.
Bakır bazlı malzemelerde sürtünme katsayısını iyileştirmek için silika, asbest, müllit ve alüminyum oksit sürtünme maddeleri olarak etkili bir şekilde kullanılır. Molibden disülfür, tungsten disülfür ve bor nitrür, demir bazlı malzemelerde sürtünme katsayısını ayarlamak ve sürtünme önleyici özellikleri geliştirmek için yaygın olarak kullanılır. Eriyebilir metal kurşun, kalay, bizmut, antimon, kadmiyum ve diğer katkı maddelerine daha fazla dikkat edilir, sıcaklık artışı nedeniyle sürtünme içindedirler ve sıvıya dönüşürler, yapışma-kayma olgusunun oluşumunu önlemek, katsayıyı stabilize etmek sürtünme avantajlıdır. Sürtünme malzemesine saf karbür veya saf nitrürden daha kararlı, daha yüksek mukavemetli karmaşık bileşikler eklemek çok iş yapmıştır. Titanyum veya zirkonyumun katı çözelti tipindeki demir bazlı ve bakır bazlı malzemeler oksijen, karbon, nitrojen bileşikleri TiO-TiN-TiC veya Zr-ZrO-ZrN, bu malzemenin sürtünme katsayısı 0.55'tir. aşınma direnci 9 kattan fazla artırılabilir.
40 ml/s sürtünme hızında, demir bazlı ve bakır bazlı malzemelerde %2'den fazla titanyum oksit ve %3 ila %10 silikon, alüminyum, zirkonyum, magnezyum, berilyum, kalsiyum ve krom oksitleri içeren sürtünme malzemeleri, tavsiye edilen.
Önerilen yeni yönlerden biri, önceden sinterlenmiş metal matrisin gözeneklerinin, ince öğütülmüş cam tozu içermesini sağlamaktır; bu, bunun, asılı cam parçacıkları içeren bir silikon reçinesi ile emprenye edilmesi ve ardından ek bir ısıl işlem yapılmasıyla yapılır.
Geçmişte toz metalurjik sürtünme malzemelerinin üretimi esas olarak pratik deneyime dayanıyorduysa, gelecekte bilimsel bir yaklaşım sağlayacak olan sürtünme çiftinin çalışması sırasında sürtünme ve aşınma mekanizmasının incelenmesine asıl dikkat gösterilecektir. Gerekli özelliklere sahip sürtünme malzemelerinin tasarımının temelini oluşturur.