7 στοιχεία για τις μεταλλικές αντιτριβικές επιστρώσεις

Εφαρμόζονται σε εξαρτήματα των κινητήρων, των αναρτήσεων, ακόμα και των φρένων, και βελτιώνουν την απόδοση και την αξιοπιστία των μοτοσυκλετών μας.

Στη συνεχή αναζήτηση της βελτίωσης της απόδοσης και της αξιοπιστίας των κινούμενων εξαρτημάτων, οι αντιτριβικές επιστρώσεις έχουν παίξει καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη των μοτοσυκλετών μας τις τελευταίες δεκαετίες. Μειώνοντας τις τριβές μεταξύ των επιφανειών αντικειμένων που έρχονται σε επαφή, βελτιώνεται η απόδοση, μειώνεται η θερμοκρασία και αυξάνεται η διάρκεια ζωής των αντικειμένων. Όλα αυτά, χωρίς κανένα μειονέκτημα παρά μόνο την αύξηση του κόστους κατασκευής. Ακόμα και το κόστος όμως, με την πάροδο του χρόνου έχει μειωθεί και λύσεις που κάποτε θεωρούνταν εξωτικές και τις εκμεταλλευόντουσαν μόνο κορυφαίες αγωνιστικές ομάδες, πλέον έχουν περάσει στην παραγωγή και τις βλέπουμε όλο και πιο συχνά σε μοντέλα μαζικής παραγωγής. Δες εδώ μερικά ενδιαφέροντα στοιχεία για αυτές:

Ξεκίνησαν να αναπτύσονται τη δεκαετία του ‘70

Το έμβολο ενός κινητήρα είναι το εξάρτημα που εκτίθεται περισσότερο σε ακραίες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας και έτσι εκεί δοκιμάστηκαν οι πρώτες απόπειρες δημιουργίας ανθεκτικών μεταλλικών επιστρώσεων. Οι περισσότερες πληροφορίες κάνουν λόγο για τις αρχές της δεκαετίας του ‘70 και αφορούσαν αποκλειστικά αγωνιστικές κατασκευές.

Υπάρχουν αμέτρητοι τύποι επιστρώσεων

Ανάλογα με το αποτέλεσμα που αναζητούν οι κατασκευαστές και τη χρήση για την οποία προορίζεται ένα εξάρτημα, υπάρχουν πολλές διαφορετικές λύσεις αντιτριβικών επιστρώσεων με πολλές παραλλαγές στην ακριβή σύνθεση και τον τρόπο εφαρμογή τους. Οι πιο συνηθισμένες είναι οι εξής:

Diamond-like carbon (DLC)

Πρόκειται για έναν γενικό όρο για επιστρώσεις που συνδυάζουν άνθρακα και γραφίτη. Το αποτέλεσμα είναι ένα εξαιρετικά λεπτό μαύρο φιλμ με πάχος συνήθως περίπου στο 1 μm (0,001mm). Οι ιδιότητες του φιλμ αλλάζουν ανάλογα με την αναλογία ανάμειξης και υπάρχουν πολλές παραλλαγές DLC με διαφορετική περιεκτικότητα σε υδρογόνο ή μέταλλα. Σε κάθε περίπτωση η επίστρωση προσφέρει υψηλή σκληρότητα, ανθεκτικότητα στη φθορά και χαμηλό συντελεστή τριβής (μειωμένος σχεδόν στο μισό σε σχέση με τις “απλές” χρωμιομένες επιφάνειες). Αυτά τα χαρακτηριστικά την κάνουν ιδανική για καλάμια “factory” πιρουνιών, για πείρους εμβόλων στην καρδιά του κινητήρα, για “κοκοράκια” βαλβίδων αλλά και για έμβολα σε δαγκάνες φρένων.

Πιρούνι με επίστρωση DLC (μαύρο χρώμα) στα καλάμια και επίστρωση Kashima (χρυσαφί) στα στελέχη (εκτός από την εξωτερική μεριά που φαίνεται, επίστρωση έχουν δεχθεί και τα εσωτερικά τοιχώματα).

Επιστρώσεις Kashima

Επιστρώσεις με χαρακτηριστική χρυσαφί απόχρωση που χρησιμοποιούνται κυρίως σε αναρτήσεις ποδηλάτων (Fox και Rockshox) και μοτοσυκλετών (Showa και Kayaba). Ανακαλύφθηκαν το 1981 από ερευνητές του ιαπωνικού εργοστασίου που ίδρυσε το 1933 ο Tonakichi Miyaki. Για την τοποθέτηση αυτού του είδος των επιστρώσεων γίνεται αρχικά ηλεκτρόλυση στην επιφάνεια του μεταλλικού εξαρτήματος στο οποίο θα γίνει η εφαρμογή. Με την ηλεκτρόλυση δημιουργείται ένα λεπτό κεραμικό φίλμ (οξείδιο του αργιλίου) με πάρα πάρα πολλούς μικροσκοπικούς πόρους (70 δισεκατομμύρια τρυπίτσες ανά τετραγωνικό εκατοστό!) οι οποίες στη συνέχεια γεμίζονται με δισουλφίδιο του μολυβδαινίου, ένα συστατικό με εξαιρετικά χαμηλή τριβή που χρησιμοποιείται ακόμα και στα υγρά λιπαντικά. Το αποτέλεσμα είναι μία σχεδόν λεία επιφάνεια, ιδιαίτερα ανθεκτική και ολισθηρή που όχι μόνο θα εξαφανίσει της στατικές τριβές μιας ανάρτησης αλλά θα αυξήσει και τη διάρκεια ζωής των υλικών στεγανοποίησης της. Επιστρώσεις Kashima εκτός από αναρτήσεις χρησιμοποιούνται και σε εξαρτήματα κινητήρων και άλλες απαιτητικές εφαρμογές.

Επιστρώσεις τιτανίου

Οι πιο γνωστές είναι αυτές με νιτρίδια τιτανίου και αυτές με οξείδια τιτανίου. Οι πρώτες έχουν υψηλότερη αντοχή στην τριβή και τις συναντάμε πιο συχνά σε αναρτήσεις ενώ οι δεύτερες έχουν καλύτερη προστασία από τη διάβρωση. Η εφαρμογή τους γίνεται με το υλικό της επίστρωσης σε μορφή ατμού και παρέχουν εξαιρετική ακρίβεια ως προς το πάχος τους

Επίστρωση Πυρίτιου

Η επίστρωση πυρίτιου είναι παρέχει υψηλή αντοχή στη φθορά, μείωση της τριβής και είναι ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες. Η πιο χαρακτηριστικής της εφαρμογή είναι σε έμβολα, κυρίως στο πλαϊνό χαμηλό τμήμα τους (φούστα εμβόλου) ενώ χρησιμοποιείται συχνά σε βαλβίδες και άλλα κινητά μέρη.

Λοιπές επιστρώσεις

Εκτός από αντιτριβικές ιδιότητες, οι μεταλλικές επιστρώσεις μπορούν να βελτιώσουν και άλλες ιδιότητες των μετάλλων όπως την αντοχή στη διάτρηση, τη διαχείριση της θερμότητας (θερμομόνωση ή βελτίωση της διάχυσης ανάλογα με το σημείο εφαρμογής) ή ακόμα και την εξωτερική εμφάνιση. Έτσι επιστρώσεις Αλουμίτη. Κασσίτερου, Κοβαλτίου και πολλές ακόμα εφαρμόζονται σε αμέτρητα σημεία των μοτοσυκλετών μας αλλά και σε εφαρμογές από ιατρικά εργαλεία μέχρι κοσμήματα.

Σχετικά άρθρα