Vrste materialov za oblaganje sklopke
I. Vrste materialov in analiza lastnosti
1. Organski material -brez azbesta (AOM)
Jedrna sestava: Za ogrodje uporablja aramidna vlakna in poliestrska vlakna, ki jih dopolnjujejo ojačitveni materiali, kot so keramična vlakna in laski iz kalijevega titanata, utrjuje pa se z vezivi-na osnovi fenolne smole ali gume.
Prednosti delovanja:
Stabilnost trenja: Visoka trdnost in nizka lastnost lezenja aramidnih vlaken zagotavljata, da koeficient trenja niha med 0,3 in 0,4, razlika med koeficientom dinamičnega in statičnega trenja pa je manjša od 10 %, kar učinkovito zmanjša vpliv prestavljanja.
Zmogljivost upravljanja toplote: Lahko prenese neprekinjene visoke temperature 250-300 stopinj. Odvajanje toplote s konvekcijo zraka se doseže skozi strukturo por med vlakni. V kombinaciji z visoko-temperaturno odpornimi vezivi (kot je poliimidno modificirana smola) je začetna temperatura toplotnega bledenja 80 stopinj višja kot pri tradicionalnih azbestnih materialih.
Varstvo okolja: Sploh ne vsebuje azbesta, kar je v skladu z uredbo EU REACH, emisija VOC med proizvodnim procesom pa je zmanjšana za 40 %.
Tipične aplikacije: sistemi z dvojno-sklopko za osebna vozila (npr. Volkswagen DSG), ročni menjalniki lahkih gospodarskih vozil.
2. Metal-izboljšan organski material (MOM)
Kompozitna struktura: Na podlagi AOM je dodanih 5-15 % kovinskih komponent (bakrov prah, vlakna iz nerjavečega jekla ali bronasti delci), da se tvori tridimenzionalna mreža "vlakne-kovinska-smola".
Preboji v uspešnosti:
Strižna trdnost: Kovinski delci zapolnijo reže med vlakni in povečajo strižno trdnost materiala na več kot 25 MPa, kar je primerno za težke- delovne pogoje z navorom, ki presega 500 N・m.
Učinkovitost toplotne prevodnosti: Dodatek bakrovega prahu poveča toplotno prevodnost z 0,2 W/m・K na 0,8 W/m・K, stopnja slabljenja koeficienta trenja pri visokih temperaturah pa se zmanjša za 30 %.
Življenjska doba delovanja: Pri preskusih pogostega zagona-ustavljanja gospodarskih vozil je stopnja obrabe 20 % manjša kot pri AOM, življenjska doba pa je podaljšana na 80.000–100.000 kilometrov.
Scenariji uporabe: težki-tovornjaki (npr. Volvo FH16), menjalniki gradbenih strojev.
3. Keramični matrični kompoziti
Tehnične poti:
Aluminijeva keramika: S čistostjo 92–99,5 %, gostoto 3,6–3,85 g/cm³ in upogibno trdnostjo 300–500 MPa je primeren za srednje obremenitve (manjše ali enake 300 N・m).
Keramika iz silicijevega karbida: Njegova toplotna prevodnost doseže 150 W/m・K, lahko ohrani strukturno stabilnost pri visoki temperaturi 1400 stopinj, koeficient trenja pa niha med 0,35 in 0,45.
Kompozitna keramika: Zirconia-kaljena glinica (ZTA) združuje prednosti obeh zgoraj, z lomno žilavostjo 8 MPa・m¹/² in 50-odstotnim izboljšanjem odpornosti na udarce.
Omejitve: Visoka krhkost (lomna žilavost je le 1/10 kovin), visoki stroški obdelave (3-5-krat večji od AOM) in tehnologija laserskega mikroteksturiranja je potrebna za izboljšanje omočljivosti površine.
Vrhunske-aplikacije: Sklopke dirkalnih avtomobilov (npr. sistemi dvojne-sklopke F1), sklopke za zagon letalskih-motorjev.
4. Materiali za prašno metalurgijo
Podtipi:
Zlitine-na osnovi bakra: Vsebujejo elemente, kot sta kositer in svinec, s tornim koeficientom 0,15-0,25 in odlično odpornostjo proti koroziji, se večinoma uporabljajo v mokrih sklopkah (npr. pretvorniki navora avtomatskih menjalnikov).
Zlitine-na osnovi železa: Ojačani z dodatkom niklja in kroma, s koeficientom trenja 0,2-0,3 in dovoljenim tlakom do 3MPa so primerni za scenarije suhih težkih obremenitev (npr. rudarski stroji).
Značilnosti procesa: Porozna struktura se oblikuje s sintranjem pri 1000-1200 stopinjah, z vsebnostjo olja do 20 %, kar omogoča samomazanje, stopnja obrabe pa je 40 % nižja kot pri AOM.
5. Materiali-na osnovi papirja
Proizvodni proces: Rastlinska vlakna (npr. sisal) in sintetična vlakna (npr. PET) so prepletena v mrežo, impregnirana s smolo in nato vroče-stiskana v obliko z gostoto 0,8-1,2 g/cm³.
Značilnosti delovanja:
Stroškovna prednost: Stroški materiala so samo 1/3 stroškov AOM, zaradi česar je primeren za ekonomična vozila (npr. mikro-avtomobile).
Značilnosti trenja: Porozna struktura absorbira menjalniško olje, da tvori mejni mazalni film, razlika med dinamičnim in statičnim koeficientom trenja je manjša od 5 %, gladko prestavljanje pa je izjemno.
Pomanjkanje življenjske dobe: The resin is easy to decompose at high temperatures (>150 stopinj), stopnja obrabe pa je 50 % višja kot pri AOM.
