L'usure est l'une des principales raisons des temps d'arrêt en production. La résistance à l'usure est donc une propriété très recherchée en ce qui concerne les alliages. Les alliages de cuivre tels que les bronzes d'aluminium constituent à cet égard une bonne solution.
Le saphir et le diamant ne sont pas seulement un signe de luxe et une demande populaire pour les alliances. En effet, la modification cubique incolore du carbone et l'oxyde d'aluminium bleuté comptent tous deux parmi les matériaux naturels les plus résistants à l'usure de la planète. Pendant longtemps, aucun alliage ne s'est approché des propriétés d'usure des diamants et des saphirs. Mais certains alliages présentent des propriétés similaires à un prix bien inférieur et sont donc bien mieux adaptés aux utilisations dans l'industrie. Mais avant tout, il convient de clarifier les notions de base afin que nous soyons tous sur la même longueur d'onde.
La tribologie est « l'étude du frottement, de l'usure, de la lubrification et la science des surfaces en interaction dans un mouvement relatif ». Elle traite de la description scientifique de processus tels que le frottement, la lubrification et l'usure entre des surfaces en interaction dans un mouvement relatif les unes par rapport aux autres.
Elle comprend également des technologies permettant d'optimiser les processus de friction, que l'on peut décrire comme des « systèmes tribologiques » ou des « surfaces en interaction dans une dynamique relative ». La tribologie est une discipline interdisciplinaire pratiquée par des scientifiques spécialisés dans les matériaux, des ingénieurs en mécanique, des chimistes et des physiciens.
Dans la pratique, la tribologie étudie le frottement, la lubrification et l'usure de composants tels que les roulements, les guides, les moteurs, les engrenages et autres éléments de machines. Outre la mise au point de lubrifiants appropriés, le développement se concentre également sur les questions relatives à la sélection des matériaux. Par exemple, la résistance à l'usure des matériaux joue un rôle essentiel dans diverses industries afin de rendre les processus de production aussi efficaces et rentables que possible.
La résistance à l'usure est la résistance d'un matériau à l'abrasion mécanique. Pour améliorer cette propriété, la surface du corps des métaux est souvent durcie ou revêtue. Les matériaux céramiques sont particulièrement résistants à l'usure. Une lubrification appropriée augmente également la résistance à l'usure. Outre le matériau, deux facteurs ont une influence importante sur la résistance à l'usure ou le taux d'usure :
La résistance à l'usure est importante dans de nombreuses industries car les pièces résistantes à l'usure sont cruciales dans les applications techniques. Cela est particulièrement vrai pour les roulements, les patins et plaques d'usure, les engrenages et les arbres rotatifs. En outre, la résistance à l'usure est également nécessaire lorsque deux surfaces doivent conserver leur forme pour garder leur fonctionnalité.
Comme mentionné précédemment, les matériaux les plus résistants à l'usure sont le diamant et le saphir. Ces matériaux sont rares et chers, ils ne seront donc pas utilisés dans l'industrie comme pièces d'usure. À la place, il existe des alternatives - comme l'acier. Cependant, toutes les sortes d'acier ne conviennent pas. Les aciers résistant à l'usure ont souvent une forte proportion de carbone et de manganèse dans leur microstructure.
Toutefois, les matériaux les plus fréquemment utilisés pour les applications soumises à l'usure sont les alliages de cuivre tels que le bronze à l'étain, le bronze phosphoreux, le bronze au plomb, le bronze industriel, le laiton et le bronze d'aluminium. Chaque matériau présente des avantages et des inconvénients, selon l'application. Par exemple, le bronze d'aluminium possède des propriétés mécaniques supérieures à celles du bronze phosphoreux, ce qui le rend plus adapté à des charges considérablement plus lourdes. De plus, sa résistance élevée, sa résistance à la fatigue et sa contrainte de conception offrent des avantages supplémentaires, permettant une réduction considérable des dimensions de composants spécifiques tels que les engrenages.
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