Kitkamateriaalien pääasialliset tutkimussuunnat

Kitkamateriaalien pääasialliset tutkimussuunnat
Sopeutuakseen koneteollisuuden kehitykseen, uusien kitkamateriaalien jalostukseen ja tutkimiseen keskittyen seuraaviin näkökohtiin: parantaa materiaalin kulutuskestävyyttä, joka määrää jarrulaitteen käyttöiän; riittävän korkean ja vakaan kitkakertoimen saamiseksi jarru- ja voimansiirtolaitteiden toiminnan luotettavuuden ja sujuvuuden varmistamiseksi.
Kitkamateriaalien lämmönkestävyyttä luonnehtii periaatteessa kaksi indikaattoria: hapettumisenkestävyys korkeissa lämpötiloissa ja materiaalin perustana olevan metallimatriisin kyky säilyttää riittävä mekaaninen lujuus. Korkeampien käyttölämpötilojen saavuttamiseksi on siirrytty tulenkestävämpiin metalleihin ja monimutkaisempaan seostukseen. Kuten raskas kuormitus enemmän rautapohjaisten materiaalien alla pronssipohjaisten materiaalien sijaan: kuparipohjaisten materiaalien käyttölämpötilan ja mekaanisen lujuuden rajan parantamiseksi kuparilejeeringin valmistamiseksi alumiinia tinan sijaan; rautapohjaiset materiaalit, joihin on lisätty nikkeliä, kobolttia, kromia, mangaania, volframia, molybdeeniä ja muita elementtejä raudan seostamiseksi rautapohjaisen kitkamateriaalin lämpöstabiilisuuden ja mekaanisen lujuuden parantamiseksi.
Rautapohjaiset kitkamateriaalit, jotka ovat kosketuksissa raudan kanssa korkeissa lämpötiloissa. Epästabiili grafiitti on myös yhä useammin korvattu inertillä tarttumisenestoaineilla (kuten boorinitridillä). Raskaiden kuormien alla ehdotetaan nikkeli- ja volframipohjaisia ​​jauhemetallurgisia kitkamateriaaleja. Niiden hapettumiskestävyyden parantamiseksi ehdotetaan ruostumattomiin teräskuituihin perustuvia kitkamateriaaleja. Kulutuskestävyyden vuoksi samaa moniseosta käytetään lisäämään kitkamateriaalin metallimatriisin lujuutta.
Kitkakertoimen parantamiseksi ja stabiloimiseksi on tehty paljon tutkimustyötä uusien kitka- ja tarttumisnestoaineiden etsimisessä. Rautapohjaisten kitkamateriaalien kitkakertoimen parantamiseksi lisätty tällaisia ​​yhdisteitä: kuten boorikarbidi, piikarbidi, zirkoniumkarbidi, boorinitridi jne.. Raskaissa töissä piidioksidin kitka-aineena karbidin kanssa ja nitridi tilalle.
Kuparipohjaisissa materiaaleissa piidioksidia, asbestia, mulliittia ja alumiinioksidia käytetään tehokkaasti kitka-aineina kitkakertoimen parantamiseksi. Molybdeenisulfidia, volframidisulfidia ja boorinitridiä käytetään laajalti rautapohjaisissa materiaaleissa kitkakertoimen säätämiseksi ja naarmuuntumisenestoominaisuuksien parantamiseksi. Sulautuva metalli lyijy, tina, vismutti, antimoni, kadmium ja muut lisäaineet kiinnittävät enemmän huomiota, ne ovat kitkassa lämpötilan nousun vuoksi ja muuttuvat nesteeksi, estämään tarttumisilmiön muodostumista, vakauttamaan kerrointa kitka on edullinen. Vuonna kitkamateriaalia lisätä kuin puhdasta karbidia tai puhdasta nitridiä vakaampi, suurempi lujuus monimutkainen yhdiste on tehnyt paljon työtä. Rauta- ja kuparipohjaiset materiaalit kiinteässä liuoksessa, tyyppi titaani tai zirkonium happi, hiili, typpiyhdisteet TiO-TiN-TiC tai Zr-ZrO-ZrN, tämän materiaalin kitkakerroin on 0.55 , kulutuskestävyyttä voidaan lisätä yli 9 kertaa.
Kitkanopeudella 40 ml/s, kitkamateriaalit, joissa on yli 2 % titaanioksidia ja 3-10 % piin, alumiinin, zirkoniumin, magnesiumin, berylliumin, kalsiumin ja kromin oksideja rauta- ja kuparipohjaisissa materiaaleissa ovat suositellaan.
Yksi ehdotetuista uusista suunnasta on esisintratun metallimatriisin huokosten sisällyttäminen hienoksi jauhettua lasijauhetta, mikä tehdään kyllästämällä se silikonihartsilla, joka sisältää suspendoituneita lasihiukkasia, minkä jälkeen suoritetaan lisälämpökäsittely.
Jos ennen jauhemetallurgisten kitkamateriaalien valmistus perustui pääosin käytännön kokemukseen, niin jatkossa päähuomio kiinnitetään kitkaparin toiminnan aikana tapahtuvan kitka- ja kulumismekanismin tutkimukseen, joka antaa tieteellisen pohjana tarvittavien ominaisuuksien omaavien kitkamateriaalien suunnittelulle.