Belangrijkste onderzoeksrichtingen van wrijvingsmaterialen

Belangrijkste onderzoeksrichtingen van wrijvingsmaterialen
Om zich aan te passen aan de ontwikkeling van de machine-industrie, verfijning en verkenning van nieuwe wrijvingsmaterialen, met de nadruk op de volgende aspecten: het verbeteren van de slijtvastheid van het materiaal, dat de levensduur van het remapparaat bepaalt; om een ​​voldoende hoge en stabiele wrijvingscoëfficiënt te verkrijgen om de betrouwbaarheid en soepelheid van de werking van de rem- en transmissie-inrichtingen te garanderen.
De hittebestendigheid van wrijvingsmaterialen wordt in principe gekenmerkt door twee indicatoren: de weerstand tegen oxidatie bij hoge temperaturen en het vermogen van de metaalmatrix waarop het materiaal is gebaseerd om voldoende mechanische sterkte te behouden. Om hogere bedrijfstemperaturen te bereiken, heeft er een overgang plaatsgevonden naar meer vuurvaste metalen en complexere legeringsvormen. Zoals bij de zware belasting onder meer op ijzer gebaseerde materialen in plaats van op brons gebaseerde materialen: om de werktemperatuur en de mechanische sterktelimiet van op koper gebaseerde materialen te verbeteren, aluminium in plaats van tin om koperlegeringen te maken; materialen op ijzerbasis door toevoeging van nikkel, kobalt, chroom, mangaan, wolfraam, molybdeen en andere elementen om de ijzerlegering te maken, om de thermische stabiliteit en mechanische sterkte van het op ijzer gebaseerde wrijvingsmateriaal verder te verbeteren.
Frictiematerialen op ijzerbasis die bij hoge temperaturen in contact komen met ijzer. Het onstabiele grafiet heeft ook steeds meer de neiging vervangen te worden door inerte anti-vastloopmiddelen (zoals boornitride). Onder zware belastingen worden op nikkel en wolfraam gebaseerde poedermetallurgische wrijvingsmaterialen voorgesteld. Om hun oxidatieweerstand te verbeteren, worden wrijvingsmaterialen op basis van roestvrijstalen vezels voorgesteld. Voor slijtvastheid wordt dezelfde meervoudige legering gebruikt om de sterkte van de metalen matrix van het wrijvingsmateriaal te vergroten.
Om de wrijvingscoëfficiënt te verbeteren en te stabiliseren, is er veel onderzoek gedaan naar nieuwe wrijvingsmiddelen en anti-vastloopmiddelen. Om de wrijvingscoëfficiënt van op ijzer gebaseerde wrijvingsmaterialen te verbeteren, zijn dergelijke verbindingen toegevoegd: zoals boorcarbide, siliciumcarbide, zirkoniumcarbide, boornitride, enz.. Voor zware belasting, als wrijvingsmiddel van siliciumdioxide met carbide en nitride te vervangen.
In materialen op koperbasis worden silica, asbest, mulliet en aluminiumoxide effectief gebruikt als wrijvingsmiddelen om de wrijvingscoëfficiënt te verbeteren. Molybdeendisulfide, wolfraamdisulfide en boornitride worden veel gebruikt in materialen op ijzerbasis om de wrijvingscoëfficiënt aan te passen en de anti-schuureigenschappen te verbeteren. Het smeltbare metaal lood, tin, bismut, antimoon, cadmium en andere additieven besteden meer aandacht aan de wrijving als gevolg van de temperatuurstijging en worden vloeibaar, om de productie van stick-slip-fenomeen te voorkomen, om de coëfficiënt te stabiliseren wrijving is voordelig. In het wrijvingsmateriaal dat moet worden toegevoegd dan puur carbide of puur nitride is stabieler, de hogere sterkte van de complexe verbinding heeft veel werk verzet. Materialen op ijzer- en koperbasis in een vaste oplossing van het type titanium of zirkonium, zuurstof, koolstof, stikstofverbindingen TiO-TiN-TiC of Zr-ZrO-ZrN, de wrijvingscoëfficiënt van dit materiaal is 0.55 kan de slijtvastheid meer dan 9 keer worden verhoogd.
Bij een wrijvingssnelheid van 40 ml/s worden wrijvingsmaterialen met meer dan 2% titaniumoxide en 3% tot 10% oxiden van silicium, aluminium, zirkonium, magnesium, beryllium, calcium en chroom in materialen op ijzer- en koperbasis aanbevolen.
Eén van de voorgestelde nieuwe richtingen is om in de poriën van de voorgesinterde metaalmatrix fijngemalen glaspoeder te laten opnemen. Dit gebeurt door het te impregneren met een siliconenhars die zwevende glasdeeltjes bevat, gevolgd door een aanvullende warmtebehandeling.
Terwijl in het verleden de vervaardiging van poedermetallurgische wrijvingsmaterialen voornamelijk gebaseerd was op praktische ervaring, zal in de toekomst de belangrijkste aandacht worden besteed aan de studie van het mechanisme van wrijving en slijtage tijdens de werking van het wrijvingspaar, wat een wetenschappelijk inzicht zal opleveren. basis voor het ontwerp van wrijvingsmaterialen met de vereiste eigenschappen.