Les matériaux couramment utilisés dans les roulements à billes doivent équilibrer la résistance à l'abrasion, la résistance à la fatigue, la conductivité thermique et la compatibilité avec les fluides lubrifiants. Différents matériaux conviennent à différentes conditions de fonctionnement. Les principales classifications de matériaux et scénarios d'application typiques sont les suivants :
1.Matériaux métalliques
Babbitt Métal
Ingrédients : Alliages à base d'étain-(par exemple, Sn-Sb-Cu) ou à base de plomb (par exemple Pb-Sn-Cu) contenant des substrats mous et des particules dures (par exemple SnSb, Cu6Sn5).
Caractéristiques : Faible coefficient de frottement, haute résistance à l’usure, mais résistance relativement faible, nécessite une installation sur support en acier ou en cuivre.
Application : applications légères à grande vitesse (telles que les roulements de turbine et de générateur), dépendant d'une lubrification par film d'huile.
Alliages à base de cuivre-
Matériaux typiques : Bronze (tel que ZCuSn10Pb1), bronze d'aluminium (ZCuAl10Fe3).
Caractéristiques : Haute résistance, bonne conductivité thermique, mais coefficient de frottement légèrement supérieur à celui du métal Babbitt, nécessitent une bonne lubrification.
Application : Vitesse moyenne, conditions de charge moyennes (par exemple, broches de machines-outils, arbres de propulsion de navires).
Alliages-à base d'aluminium
Matériau typique : alliages d'aluminium-étain (tels que AlSn20Cu).
Caractéristiques : léger, résistant à la corrosion, mais capacité portante limitée ; un traitement de surface (par exemple placage) est nécessaire pour améliorer la résistance à l'abrasion.
Applications : Domaine aérospatial (par exemple, roulements de moteurs d'avion).
2. Matériaux de métallurgie des poudres
Roulements imbibés d'huile à base de fer--
Ingrédients : poudre de fer mélangée à de la poudre de cuivre et du graphite fritté, porosité 10 % à 30 %.
Caractéristiques : Auto-lubrification (absorption des pores), faible coût, mais faible résistance, la répartition de la porosité doit être contrôlée.
Application : scénario de faible vitesse et de charge légère (par exemple, moteurs d'appareils électroménagers, roulements de pompe à eau d'automobile).
Roulements imbibés d'huile à base de cuivre--
Ingrédient : Poudre de cuivre mélangée à du graphite, frittage, porosité 5 % à 15 %.
Caractéristiques : Une meilleure conductivité thermique est supérieure à celle du roulement en fer-, mais le coût est plus élevé, adapté aux applications à vitesse moyenne, élevée et à charge moyenne.
Objectif : Matériel de bureau (p. ex. imprimantes, photocopieurs). Matériaux non-métalliques
Matériaux polymères
Matériaux typiques : PTFE, PI, Nylon (PA).
Caractéristiques : autolubrifiant, résistant à la corrosion, faible bruit, capacité portante limitée, réaménagé (par exemple, charge en fibre de verre, charge en bisulfure de molybdène).
Utilisations : Machines alimentaires, équipements chimiques (tels que les roulements d'arbre d'agitation).
Matériaux Céramiques
Matériaux typiques : Alumine (Al2O3), Nitrure de silicium (Si3N4).
Caractéristiques : résistance aux températures élevées, résistance à l'usure, bonne isolation, mais fragile, nécessite d'être utilisé avec des bagues métalliques.
Application : Applications à haute-température et-vitesse élevée (telles que les roulements de turbine à gaz).
Matériaux en graphite de carbone
Ingrédients : Graphite naturel ou artificiel, éventuellement imprégné de résine ou de métaux (ex : antimoine, cuivre).
Caractéristiques : Auto-lubrifiant, résistant aux produits chimiques-, mais de faible résistance et doit être combiné avec des supports métalliques.
Utilisations : roulements de lubrification à l'eau (par exemple, arbres arrière de navires), roulements de pompes chimiques.
Roulement de journal
4. Composites
Métal-Composites polymères
Structure typique : Steelback + couche coulissante PTFE/PI (ex. Duroglide®, Rulon).
Caractéristiques : combiné à la résistance du métal et aux propriétés-autolubrifiantes du polymère, adapté aux applications à vitesse moyenne et élevée.
Objectif : Moteur automobile, roulements de compresseur.
Composites métal-céramique
Structure typique : Dos en acier + revêtement céramique (ex. Al2O3, WC).
Caractéristiques : haute résistance à l’abrasion, résistance aux températures élevées, adapté aux environnements extrêmes.
Applications : aérospatiale, équipements énergétiques (par exemple, broches d'éoliennes).
