Esistono tre tipi di materiali comunemente utilizzati nei cuscinetti portanti: materiali metallici, materiali metallici porosi e materiali non-metallici. I diversi materiali variano notevolmente in termini di prestazioni, scenari applicativi e costi. L’analisi specifica è la seguente:
1. Materiali metallici
Lega per cuscinetti (leghe di Babbit)
Ingredienti: a base di stagno (Sn) o piombo (Pb), aggiungere particelle dure come antimonio (Sb) e rame (Cu).
Prestazioni: il substrato morbido ha eccellenti proprietà di abrasione, conformità e inclusione, mentre i grani duri migliorano la resistenza all'abrasione. Ha un'eccellente conduttività termica e prestazioni di assorbimento dell'olio, ma la resistenza meccanica è relativamente bassa e costosa.
Usi: utilizzati in situazioni di alta velocità e carichi pesanti (come mandrini di turbine a vapore e generatori), devono essere fusi su gusci di cuscinetti in acciaio o ghisa per formare rivestimenti dei cuscinetti. Le leghe contenenti stagno, ad esempio, hanno un basso coefficiente di dilatazione termica e sono adatte per macchinari di precisione.
Lega di rame
Tipo: bronzo allo stagno (carico medio, medio o pesante), bronzo al piombo (alta velocità e carico pesante), bronzo all'alluminio (bassa velocità e carico pesante).
Prestazioni: elevata resistenza, buona resistenza all'abrasione, ma scarse prestazioni all'abrasione. Il bronzo allo stagno e il bronzo al piombo hanno un'eccellente resistenza all'abrasione, mentre il bronzo all'alluminio ha una debole capacità anti-incollaggio ma un'elevata durezza.
Usi: ampiamente utilizzato in macchinari generali (come riduttori, mandrini di macchine utensili, ecc.), che rappresentano oltre il 50% del mercato dei cuscinetti radenti.
Ghisa
Tipo: ghisa grigia, ghisa indossabile.
Prestazioni: scarsa plasticità, basse prestazioni di abrasione, ma basso costo.
Usi: Adatto a bassa velocità, carico leggero o situazioni non importanti (ad es. meccanismo manuale, punto di cerniera di macchine edili).
2 Materiali metallici porosi
Cuscinetti-imbevuti d'olio
Ingredienti: Realizzato con polveri metalliche pressate e sinterizzate (es. Ferro e rame), porosità dal 10% al 35%.
Prestazioni: auto-lubrificante. Durante il funzionamento, il lubrificante penetra nella superficie di attrito a causa dell'effetto di aspirazione del collo dell'albero rotante. Quando la macchina si ferma, viene risucchiata dai capillari. Ha una bassa tenacità ed è adatto solo per un funzionamento regolare senza carichi d'urto e a velocità medio-basse.
Utilizzo: è comunemente usato negli elettrodomestici (come i motori dei ventilatori), nelle apparecchiature per ufficio (come le stampanti), ecc.
3. Materiali non-metallici
Plastica
Tipo: nylon, politeflon, policarbonato, ecc.
Prestazioni: basso coefficiente di attrito, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, auto-lubrificazione, ma bassa capacità portante, grande deformazione termica.
Usi: adatto a carico basso, bassa velocità, bassa temperatura di esercizio (come macchine alimentari, giocattoli, ecc.).
Grafite
Prestazioni: buona auto-lubrificazione, basso coefficiente di attrito, buona resistenza all'abrasione, basso coefficiente di dilatazione termica, buona stabilità chimica.
Usi: utilizzato nei misuratori di portata a turbina e in altri strumenti che necessitano di un contatto diretto con i fluidi.
Gioielli
Tipologia: Agata naturale, corindone o rubino artificiale.
Prestazioni: basso coefficiente di attrito, elevata durezza, resistenza alla corrosione, basso coefficiente di dilatazione termica, elevata resistenza alla compressione.
Usi: utilizzato principalmente per strumenti di precisione e piccoli (come giroscopio, sensore angolare, ecc.).