כיווני מחקר עיקריים של חומרי חיכוך

כיווני מחקר עיקריים של חומרי חיכוך
על מנת להתאים להתפתחות תעשיית המכונות, חידוד וחקירה של חומרי חיכוך חדשים, תוך התמקדות בהיבטים הבאים: לשפר את עמידות החומר לבלאי, הקובעת את חיי השירות של מכשיר הבלימה; להשיג מקדם חיכוך גבוה ויציב מספיק כדי להבטיח את האמינות והחלקות של עבודת מכשירי הבלימה וההילוכים.
עמידות החום של חומרי חיכוך מאופיינת בעצם בשני אינדיקטורים: העמידות בפני חמצון בטמפרטורות גבוהות ויכולתה של מטריצת המתכת עליה מבוסס החומר לשמור על חוזק מכני מספיק. על מנת להגיע לטמפרטורות עבודה גבוהות יותר, חל מעבר למתכות עקשנות יותר וסגסוג מורכב יותר. כמו בעומס הרב יותר תחת חומרים מבוססי ברזל במקום חומרים מבוססי ברונזה: על מנת לשפר את טמפרטורת העבודה ואת מגבלת החוזק המכני של חומרים מבוססי נחושת, אלומיניום במקום בדיל לייצור סגסוגת נחושת; חומרים מבוססי ברזל בתוספת של ניקל, קובלט, כרום, מנגן, טונגסטן, מוליבדן ואלמנטים אחרים להכנת סגסוגת הברזל, על מנת לשפר עוד יותר את היציבות התרמית של חומר החיכוך המבוסס על ברזל וחוזק מכני.
חומרי חיכוך על בסיס ברזל במגע עם ברזל בטמפרטורות גבוהות. הגרפיט הלא יציב גם נוטה יותר ויותר להיות מוחלף על ידי חומרים נוגדי התפיסה אינרטיים (כגון בורון ניטריד). תחת עומסים כבדים, מוצעים חומרי חיכוך מתכתי אבקה מבוססי ניקל וטונגסטן. כדי לשפר את עמידות החמצון שלהם, מוצעים חומרי חיכוך המבוססים על סיבי נירוסטה. לעמידות בפני שחיקה, אותה סגסוגת מרובה משמשת להגברת החוזק של מטריצת המתכת של חומר החיכוך.
על מנת לשפר ולייצב את מקדם החיכוך, בוצעה עבודת מחקר רבה בבחינת חומרי חיכוך חדשים וחומרים נגד התפיסה. על מנת לשפר את מקדם החיכוך של חומרי חיכוך מבוססי ברזל הוסיפו תרכובות כאלה: כגון בורון קרביד, סיליקון קרביד, זירקוניום קרביד, בורון ניטריד וכו'. לעבודה בעומס כבד, כחומר החיכוך של דו תחמוצת הסיליקון עם קרביד ו ניטריד להחליף.
בחומרים מבוססי נחושת, סיליקה, אסבסט, מולליט ותחמוצת אלומיניום משמשים ביעילות כסוכני חיכוך לשיפור מקדם החיכוך. מוליבדן דיסולפיד, טונגסטן דיסולפיד ובורון ניטריד נמצאים בשימוש נרחב בחומרים מבוססי ברזל כדי להתאים את מקדם החיכוך ולשפר את התכונות נגד שפשוף. עופרת מתכת מתכתית, פח, ביסמוט, אנטימון, קדמיום ותוספים אחרים שמים לב יותר אליהם, הם נמצאים בחיכוך עקב עליית הטמפרטורה והופכים לנוזל, כדי למנוע ייצור תופעת מדבקות, לייצוב המקדם של חיכוך הוא יתרון. בחומר החיכוך להוסיף מאשר קרביד טהור או ניטריד טהור יציב יותר, חוזק גבוה יותר של התרכובת המורכבת עשה הרבה עבודה. חומרים על בסיס ברזל ועל בסיס נחושת בסוג תמיסה מוצקה של חמצן טיטניום או זירקוניום, פחמן, תרכובות חנקן TiO-TiN-TiC או Zr-ZrO-ZrN, מקדם החיכוך של חומר זה הוא 0.55 , ניתן להגדיל את עמידות הבלאי ביותר מפי 9.
במהירות חיכוך של 40 מ"ל לשנייה, חומרי חיכוך בעלי יותר מ-2% תחמוצת טיטניום ו-3% עד 10% תחמוצות של סיליקון, אלומיניום, זירקוניום, מגנזיום, בריליום, סידן וכרום בחומרים על בסיס ברזל ועל בסיס נחושת. מוּמלָץ.
אחד הכיוונים החדשים המוצעים הוא לשלב את הנקבוביות של מטריצת המתכת המרובעת מראש אבקת זכוכית טחונה דק, מה שנעשה על ידי הספגה בשרף סיליקון המכיל חלקיקי זכוכית מרחפים, ולאחר מכן טיפול חום משלים.
אם בעבר ייצור חומרי חיכוך מתכתי אבקת התבסס בעיקר על ניסיון מעשי, בעתיד תוקדש עיקר תשומת הלב לחקר מנגנון החיכוך והבלאי במהלך פעולת צמד החיכוך, מה שיספק מחקר מדעי בסיס לתכנון של חומרי חיכוך עם המאפיינים הנדרשים.