Di Brian Dahmer | Direttore dell’Ingegneria delle Applicazioni • SKF
Molti materiali negli elementi rotanti dei cuscinetti – sia lineari che rotativi – sono stati utilizzati per oltre un secolo. Ma lentamente, nuovi materiali stanno facendo la loro strada nelle applicazioni industriali. Sempre più spesso, vengono sviluppati nuovi materiali per cuscinetti rotanti utilizzati in applicazioni molto impegnative, come quelli trovati nell’aerospaziale e nelle macchine utensili. Date l’alta affidabilità richiesta in queste applicazioni (oltre alle condizioni difficili che questi cuscinetti incontrano) spesso sono necessari materiali più esotici e ad elevate prestazioni. Alla fine, questi materiali si diffondono anche in applicazioni industriali più standard.
NUOVI MATERIALI PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI
I materiali dell’aeronautica e sae utilizzati in una serie di sfide applicazioni industriali, come temperature estreme, elevate velocità di rotazione, carichi impegnativi e condizioni ambientali particolarmente difficili. Man mano che questi materiali dimostrano la loro utilità nel mondo industriale, si diffondono in nuove e diverse applicazioni. Esempi della transizione dall’aerospazio o dall’industria delle macchine utensili all’industriale includono vari tipi di acciaio M50 e acciaio inox speciale ad alto contenuto di azoto. Anche gli acciai da metallurgia delle polveri vengono utilizzati e mostrano un’eccellente performance in condizioni difficili.
OTTIMIZZAZIONE DEI MATERIALI ESISTENTI
Spesso i materiali esistenti possono offrire prestazioni migliorate cambiando il trattamento termico utilizzato per quei materiali. Nei processi di trattamento termico controllati da computer, l’acciaio trattato termicamente risultante può essere ottimizzato per offrire miglioramenti, come resistenza all’usura elevata. Trattamenti superficiali aggiuntivi come la nitrurazione possono anche essere aggiunti a un cuscinetto indurito per migliorare ulteriormente le prestazioni in ambienti difficili e contaminati. Aggiungere uno strato di conversione superficiale, come l’ossido nero, migliora le condizioni iniziali di usura, portando a una vita utile del cuscinetto più lunga e costante.
CUSCINETTI IBRIDI CON ELEMENTI ROLANTI IN CERAMICA E ANELLI IN ACCIAIO
Un’altra tecnologia che ha visto una crescente adozione e accettazione nelle applicazioni industriali sono i cuscinetti ibridi che utilizzano elementi rotanti in ceramica e anelli in acciaio. Originariamente utilizzati negli alberi delle macchine utensili, i cuscinetti ibridi si sono diffusi in numerose applicazioni industriali in cui questa configurazione può migliorare le prestazioni del cuscinetto… anche se trovare ceramiche di qualità per sfere ed elementi rotanti è diventato più difficile ultimamente. Non tutti i materiali in nitruro di silicio sono adatti per applicazioni molto impegnative. I materiali utilizzati nelle soluzioni provate sono molto richiesti ma scarsi. I produttori di cuscinetti sono sfidati a trovare materiali disponibili in nitruro di silicio che funzionino bene in applicazioni di cuscinetti a rotolamento impegnative. Nuove formulazioni ceramiche sono in fase di test e mostrano promesse. Se dimostreranno di avere successo, la disponibilità di materiali aumenterà, consentendo alla tecnologia ibrida di essere utilizzata in ancora più applicazioni.
Questo articolo è stato pubblicato nel numero 2023 di Design World Trends. Leggi altri articoli della serie Design World Trends su designworldonline.com/trends.
