Hướng nghiên cứu chính của vật liệu ma sát

Hướng nghiên cứu chính của vật liệu ma sát
Để thích ứng với sự phát triển của ngành công nghiệp máy móc, việc cải tiến và khám phá các vật liệu ma sát mới, tập trung vào các khía cạnh sau: cải thiện khả năng chống mài mòn của vật liệu quyết định tuổi thọ của thiết bị phanh; để có được hệ số ma sát đủ cao và ổn định để đảm bảo độ tin cậy và độ êm ái khi làm việc của các thiết bị phanh và truyền động.
Khả năng chịu nhiệt của vật liệu ma sát về cơ bản được đặc trưng bởi hai chỉ số: khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao và khả năng của ma trận kim loại mà vật liệu dựa vào để duy trì đủ độ bền cơ học. Để đạt được nhiệt độ hoạt động cao hơn, đã có sự chuyển đổi sang các kim loại chịu lửa hơn và hợp kim phức tạp hơn. Chẳng hạn như trong tải nặng, vật liệu gốc sắt thay vì vật liệu đồng: để cải thiện nhiệt độ làm việc và giới hạn độ bền cơ học của vật liệu gốc đồng, nhôm thay vì thiếc để tạo hợp kim đồng; vật liệu dựa trên sắt ngoài việc bổ sung niken, coban, crom, mangan, vonfram, molypden và các nguyên tố khác để tạo ra hợp kim sắt, nhằm cải thiện hơn nữa độ ổn định nhiệt của vật liệu ma sát dựa trên sắt và độ bền cơ học.
Vật liệu ma sát gốc sắt tiếp xúc với sắt ở nhiệt độ cao. Than chì không ổn định cũng ngày càng có xu hướng được thay thế bằng các chất chống bám dính trơ (chẳng hạn như boron nitrit). Dưới tải nặng, vật liệu ma sát luyện kim bột dựa trên niken và vonfram được đề xuất. Để cải thiện khả năng chống oxy hóa của chúng, vật liệu ma sát dựa trên sợi thép không gỉ được đề xuất. Để chống mài mòn, đa hợp kim tương tự được sử dụng để tăng độ bền của ma trận kim loại của vật liệu ma sát.
Để cải thiện và ổn định hệ số ma sát, rất nhiều công việc nghiên cứu đã được thực hiện nhằm khám phá các chất ma sát mới và chất chống bám dính mới. Để cải thiện hệ số ma sát của vật liệu ma sát gốc sắt, đã thêm các hợp chất như: boron cacbua, cacbua silic, cacbua zirconi, boron nitrit, v.v.. Đối với công việc chịu tải nặng, làm tác nhân ma sát của silicon dioxide với cacbua và nitrit để thay thế.
Trong các vật liệu gốc đồng, silica, amiăng, mullite và oxit nhôm được sử dụng hiệu quả làm tác nhân ma sát để cải thiện hệ số ma sát. Molybdenum disulphide, vonfram disulphide và boron nitride được sử dụng rộng rãi trong vật liệu gốc sắt để điều chỉnh hệ số ma sát và cải thiện đặc tính chống trầy xước. Các kim loại dễ nóng chảy như chì, thiếc, bismuth, antimon, cadmium và các chất phụ gia khác được chú ý nhiều hơn, chúng bị ma sát do nhiệt độ tăng và biến thành chất lỏng, để ngăn chặn việc tạo ra hiện tượng dính trượt, để ổn định hệ số ma sát là có lợi. Trong vật liệu ma sát, việc thêm vào vật liệu ma sát ổn định hơn cacbua nguyên chất hoặc nitrit tinh khiết, độ bền cao hơn của hợp chất phức tạp đã thực hiện được rất nhiều công việc. Vật liệu gốc sắt và đồng ở dạng dung dịch rắn gồm titan hoặc zirconi, các hợp chất oxy, cacbon, nitơ TiO-TiN-TiC hoặc Zr-ZrO-ZrN, hệ số ma sát của vật liệu này là 0,55 , khả năng chống mài mòn có thể tăng hơn 9 lần.
Ở tốc độ ma sát 40 ml/s, các vật liệu ma sát có hàm lượng oxit titan lớn hơn 2% và các oxit silic, nhôm, zirconi, magie, berili, canxi và crom từ 3% đến 10% trong các vật liệu gốc sắt và đồng sẽ bị biến dạng. khuyến khích.
Một trong những hướng mới được đề xuất là có các lỗ của ma trận kim loại thiêu kết trước kết hợp với bột thủy tinh nghiền mịn, được thực hiện bằng cách ngâm tẩm nó với nhựa silicon có chứa các hạt thủy tinh lơ lửng, sau đó là xử lý nhiệt bổ sung.
Nếu trước đây việc chế tạo vật liệu ma sát luyện kim bột chủ yếu dựa trên kinh nghiệm thực tế thì trong tương lai người ta sẽ chú ý chính đến việc nghiên cứu cơ chế ma sát và mài mòn trong quá trình hoạt động của cặp ma sát, điều này sẽ mang lại cơ sở khoa học. cơ sở cho việc thiết kế vật liệu ma sát với các tính chất cần thiết.