I materiali semi-metallici sono materiali di attrito che producono attrito tra superfici solide al fine di controllare o fermare il movimento. Sono utilizzati nei sistemi frenanti, in parti di sistemi di frizione e trasmissione come i dischi della frizione o i dischi dei freni.
I materiali di attrito sono caratterizzati dal tipo di sostanze utilizzate e possono essere di tipo:
- Organico
- Metallico
- Ceramico
ciascuno dei quali con campi diversi di applicazione, prestazioni e costi diversi.
Fino agli anni ’80 i materiali di attrito erano compositi rinforzati con fibre di amianto ora ampiamente superati. L’amianto infatti, pur mostrando caratteristiche eccellenti, è una sostanza altamente cancerogena. La sola presenza di fibre nell’ambiente comporta danni a carico della salute e pertanto il suo uso è stato vietato.
Composizione
I materiali semi-metallici contengono tra il 30 e il 70% di metalli, come rame, ferro, leghe come acciaio o altri compositi.
Spesso è presente un lubrificante di grafite e altro materiale di riempimento durevole.
Conosciuti con il nome di sinterizzati, semimetallici o impropriamente metallici, sono caratterizzati da una mescola contenente una quantità limitata di resina ed una grossa componente di parti metalliche.
Il metallo più termicamente conduttivo utilizzato nell’attrito è il rame ma, l’elevato costo dei metalli e, in particolare del rame, sta spingendo a diminuire, il loro contenuto.
Ottenimento
I materiali semi-metallici sono ottenuti tramite un processo di sinterizzazione che è un processo produttivo ad elevata temperatura. Le polveri, compattate in uno stampo dopo essere state mescolate con specifici leganti, sono sottoposte ad alte pressioni e messe in forni con temperatura inferiore a quella di fusione del principale componente.
Questo processo consente di conferire resistenza e struttura solida a un dato materiale ottenendo la forma dell’oggetto desiderato direttamente dallo stampo
Vantaggi e svantaggi
I materiali semi-metallici presentano un’ottima resistenza al surriscaldamento e non danno luogo a vetrificazione. Danno ottime prestazioni anche sotto stress e sono molto meno costose rispetto a quelle organiche ma il coefficiente di attrito è relativamente basso
Le pastiglie dei freni realizzate con questo materiale hanno una limitata potenza frenante a freddo ma hanno maggiore durata
Inoltre tendono ad essere più rumorose di quelle realizzate in ceramica o organiche generando il cosiddetto fischio del freno. A causa della loro durezza tendono a consumare la superficie del disco più velocemente rispetto alle altre tipologie.