Kompozit metal kendi kendine yağlandırma malzemeleri yağ veya gres gibi dış sıvı yağlayıcılara dayanmadan sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak için tasarlanmış gelişmiş mühendislik malzemeleridir. Bu malzemeler bakımın zor olduğu, çalışma koşullarının aşırı olduğu (yüksek sıcaklık, vakum veya aşındırıcı ortamlar) veya geleneksel yağlayıcılardan kontaminasyondan kaçınılması gereken uygulamalarda gereklidir. Kendi kendine yağlama fonksiyonu, dikkatle tasarlanmış bir malzeme kombinasyonu ile elde edilir. Aşağıda, yapılandırılmış, nokta noktalı bir formatta sunulan kompozit metal kendi kendine yağlama sistemlerinde kullanılan birincil bileşenler ve malzemeler bulunmaktadır.
1. Metalik matris (temel malzeme)
Metalik matris, mekanik mukavemet, yük taşıma kapasitesi, termal iletkenlik ve yapısal bütünlük sağlar. Ortak matris malzemeleri şunları içerir:
Bronz (Cu-SN alaşımları): En çok mükemmel aşınma direnci, iyi işlenebilirliği ve katı yağlayıcıların tutulması nedeniyle yaygın olarak kullanılır. Gözenekli bronz, sık sık sızan yağlayıcılar için bir iskele olarak kullanılır.
Çelik (karbon veya paslanmaz çelik): Yüksek mukavemetli uygulamalarda kullanılır. Çelik bazlı kompozitler genellikle yağlayıcılarla kaplanır veya emprenye edilir.
Bakır ve bakır alaşımları: Elektrikli kayar kontaklar için uygun yüksek termal ve elektriksel iletkenlik sunar.
Alüminyum alaşımları: Hafif ve korozyona dayanıklı, ağırlık azaltma kritik olduğu havacılık ve otomotiv uygulamalarında kullanılır.
Demir bazlı alaşımlar: Maliyet etkin ve güçlü, genellikle endüstriyel burçlarda ve yataklarda kullanılır.
Matris tipik olarak toz metalurji teknikleri kullanılarak üretilir - metal tozları karıştırır, basınç altında sıkıştırılır ve gözenekli veya yoğun bir yapı oluşturmak için yüksek sıcaklıklarda sinterleme.
2. Katı yağlayıcılar (birincil sürtünme azaltıcı ajanlar)
Bunlar metalik matrisin içine gömülüdür ve çalışma sırasında yavaş yavaş yüzeye salınır ve sürtünmeyi azaltan düşük kılıf filmi oluşturur. Anahtar sağlam yağlayıcılar şunları içerir:
Grafit: Oksitleyici ortamlarda ve yüksek sıcaklıklarda (havada 400 ° C'ye kadar) etkili olan karbon bazlı bir yağlayıcı. Su buharının yağlama filmlerinin oluşmasına yardımcı olduğu nemli koşullarda iyi çalışır. Genellikle bakır veya demir bazlı kompozitlerde kullanılır.
Molibden disülfür (mos₂): Lameller kristal yapısı ile bilinen Mos₂, yüksek yükler altında ve vakum veya kuru ortamlarda mükemmel yağlama sağlar. Havada 350 ° C'ye kadar stabildir ve havacılık ve savunma uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Politetrafloroetilen (PTFE): En düşük sürtünme katsayılarından birine sahip sentetik bir floropolimer. Düşük ila orta sıcaklıklarda (260 ° C'ye kadar) yumuşak ve etkilidir. PTFE, performansı artırmak için genellikle diğer yağlayıcılarla harmanlanır.
Tungsten disülfür (WS₂): Mos₂'a benzer, ancak aşırı koşullarda daha yüksek termal stabilite ve daha iyi performans ile. Daha yüksek maliyet nedeniyle daha az yaygındır.
Altıgen bor nitrür (H-BN): "Beyaz Grafit" olarak bilinir, yüksek sıcaklıklarda ve atıl ortamlarda yağlama sağlar.
Bu yağlayıcılar, üretim sırasında matris boyunca dağıtılır ve yüzey aşındıkça yavaş yavaş maruz kalır ve uzun süreli yağlama sağlar.
3. Katkı maddeleri ve alaşım elemanları
Performansı artırmak için kompozite ek malzemeler dahil edilir:
Kurşun (PB): Tarihsel olarak yumuşaklığı, gömülebilirliği ve bir yağlama filmi oluşturma yeteneği için kullanılır. Bununla birlikte, çevre ve sağlık endişeleri (ROHS uyumluluğu) nedeniyle, kurşunsuz alternatifler artık tercih edilmektedir.
TIN (SN): Mil malzemeleriyle korozyon direncini ve uyumluluğu geliştirir. Genellikle bronz alaşımlara eklenir.
Çinko (Zn) ve nikel (NI): Demir bazlı kompozitlerde mukavemet ve korozyon direncini arttırır.
Silikon karbür (sic) veya alüminyum oksit (al₂o₃): özellikle yüksek yük uygulamalarında sertliği, aşınma direncini ve termal stabiliteyi artıran seramik takviyeler.
4. Malzeme bileşimini etkileyen üretim yöntemleri
Üretim yöntemi nihai malzeme yapısını ve performansı etkiler:
Toz metalurjisi: en yaygın yöntem. Metal tozları katı yağlayıcılar ve katkı maddeleri ile karıştırılır, şekillendirilir ve sinterlenmiş. Bu, gözenekli veya yoğun bir metal yapı içinde yağlayıcıların tek tip bir dağılımı oluşturur.
Sızma: Gözenekli metal preformlar (örn. Sintered bronz), gözenekleri doldurmak ve yağlamayı arttırmak için erimiş yağlayıcılar veya düşük eritme noktalı alaşımlar (örn., Kurşun tin) ile sızdırılır.
Plazma püskürtme veya termal püskürtme: Kendi kendine yağlama kaplamalarını metal yüzeylere biriktirmek, katmanlı yapılarda metalleri ve yağlayıcıları birleştirmek için kullanılır.
Katkı Üretimi (3D baskı): Malzeme dağılımı ve karmaşık geometriler üzerinde hassas kontrole izin veren ortaya çıkan teknik.
5. Uygulamalar ve performans avantajları
Kompozit metal kendi kendine yağlandırma malzemeleri aşağıdakilerde kullanılır:
Otomotiv motorlarında ve şanzımanlarda rulmanlar ve burçlar
İnşaat ve tarım makinelerinde kayar bileşenler
Havacılık ve Uzay Mekanizmaları (örneğin, iniş dişlisi, kontrol sistemleri)
Endüstriyel otomasyon ve robotik
Nem ve tuza maruz kalan deniz ve deniz ekipmanı
Avantajlar şunları içerir:
Azaltılmış bakım ve kesinti süresi
Aşırı sıcaklıklarda ve ortamlarda çalışma
Kontaminasyon ve sızdırmazlık sorunlarına karşı direnç
Sürekli kayan koşullar altında uzun hizmet ömrü
Kompozit metal kendi kendine yağlama malzemeleri, güçlü bir metalik matrisi (bronz, çelik, bakır vb.), Katı yağlayıcılar (grafit, mos₂, PTFE) ve performans artırıcı katkı maddelerini birleştiren karmaşık sistemlerdir. Gelişmiş üretim yoluyla, bu malzemeler zorlu uygulamalarda güvenilir, bakım gerektirmeyen çalışma sağlar. Endüstriler daha yeşil, daha verimli teknolojilere doğru ilerledikçe, kurşunsuz, yüksek performanslı kompozitlerin geliştirilmesi, modern makine mühendisliğinde kritik rollerini sağlayarak büyümeye devam ediyor. .