摩擦材料の主な研究方向

摩擦材料の主な研究方向
機械産業の発展に適応するために、次の側面に焦点を当てて新しい摩擦材料の改良と探索が行われています。 ブレーキ装置の耐用年数を決定する材料の耐摩耗性を向上させる。 ブレーキおよびトランスミッション装置の信頼性と滑らかさを確保するために、十分に高く安定した摩擦係数を得る。
摩擦材料の耐熱性は、基本的に 2 つの指標によって特徴付けられます。それは、高温での酸化に対する耐性と、材料の基となる金属マトリックスが十分な機械的強度を維持する能力です。 より高い動作温度を達成するために、より高融点の金属とより複雑な合金への移行が行われてきました。 たとえば、重荷重下で青銅系材料の代わりに鉄系材料を使用する場合、銅系材料の使用温度と機械的強度の限界を改善するために、錫の代わりにアルミニウムを使用して銅合金を作成します。 鉄ベースの摩擦材の熱安定性と機械的強度をさらに向上させるために、鉄ベースの材料にニッケル、コバルト、クロム、マンガン、タングステン、モリブデンなどの元素を添加して鉄を合金化します。
高温で鉄と接触する鉄系摩擦材。 また、不安定なグラファイトは、不活性な焼き付き防止剤 (窒化ホウ素など) に置き換えられる傾向がますます高まっています。 重荷重下では、ニッケルおよびタングステンベースの粉末冶金摩擦材料が提案されています。 耐酸化性を向上させるために、ステンレス鋼繊維をベースとした摩擦材が提案されています。 耐摩耗性のために、同じマルチ合金を使用して摩擦材料の金属マトリックスの強度を高めます。
摩擦係数を改善し、安定させるために、新しい摩擦剤や焼き付き防止剤を探索するために多くの研究が行われてきました。 鉄系摩擦材の摩擦係数を向上させるために、炭化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素などの化合物を添加します。重負荷作業には、炭化物と二酸化ケイ素の摩擦剤として使用されます。窒化物と交換します。
銅系材料では、シリカ、アスベスト、ムライト、酸化アルミニウムなどが摩擦係数を向上させる摩擦剤として有効に使用されています。 二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素は、摩擦係数を調整し耐スカッフィング特性を向上させるために鉄ベースの材料に広く使用されています。 可溶金属鉛、錫、ビスマス、アンチモン、カドミウムおよびその他の添加剤は、温度の上昇により摩擦を受けて液体になり、スティックスリップ現象の発生を防ぎ、係数を安定させるためにより注意が必要です。摩擦が少ないのが有利です。 摩擦材に添加する場合、純炭化物や純窒化物よりも安定し、強度が高い複合化合物が多くの効果を発揮します。 チタンまたはジルコニウムの酸素、炭素、窒素化合物 TiO-TiN-TiC または Zr-ZrO-ZrN の固溶体タイプの鉄系および銅系材料。この材料の摩擦係数は 0 です。55 、耐摩耗性を9倍以上高めることができます。
40 ml/s の摩擦速度では、鉄ベースおよび銅ベースの材料に酸化チタンが 2% を超え、シリコン、アルミニウム、ジルコニウム、マグネシウム、ベリリウム、カルシウム、クロムの酸化物が 3% ～ 10% 含まれている摩擦材料が使用されます。推奨。
提案された新しい方向性の 1 つは、予備焼結金属マトリックスの細孔に細かく粉砕されたガラス粉末を組み込むことであり、これは、浮遊ガラス粒子を含むシリコーン樹脂を金属マトリックスに含浸させ、その後追加の熱処理を行うことによって行われます。
これまで粉末冶金摩擦材料の製造が主に実際の経験に基づいていたとすれば、将来は摩擦ペアの動作中の摩擦と摩耗のメカニズムの研究に主な注意が払われることになるでしょう。必要な特性を備えた摩擦材料の設計の基礎となります。