ANTIFRIZIONE, METALLI
ANTIFRIZIONE, METALLI (III, p. 484)
Mentre una volta la denominazione "metalli antifrizione" veniva limitata a speciali leghe di stagno o di piombo, attualmente questo termine è stato esteso in generale a tutti i materiali metallici destinati a venire in contatto con parti di macchina in movimento e dotati di speciali caratteristiche. Difatti essi devono possedere non soltanto durezza e plasticità adeguata, ed elevata conduttività termica, ma anche basso coefficiente di dilatazione e buona resistenza alla azione corrosiva dei lubrificanti. I metalli antifrizione più noti sono i "metalli bianchi " (a base di stagno o piombo) ed i bronzi antifrizione, seguono le leghe di alluminio, di zinco e di cadmio.
Bronzi grafitati (v. bronzo, in questa App.).
Leghe di alluminio: si sono sviluppate ultimamente e rappresentano i metalli antifrizione più moderni: ne sono stati sperimentati svariatissimi tipi contenenti gli elementi più diversi: la tendenza attuale è però orientata ai tipi Al-Zn-Mg; Al-Si-Cu; Al-Sn-Cu-Ni, ognuno dei quali possiede caratteristiche proprie per cui hanno un campo d'impiego determinato.
Il tipo Al-Zn-Mg, contenente ad es. 3% Zn e 1% Mg, presenta una elevata resistenza alla corrosione, possiede un buon potere assorbente nei confronti dell'olio, ed è relativamente economico; può essere usato fino a 95°C senza trattamento termico e fino a 140°C con trattamento termico.
Il tipo Al-Si-Cu presenta una struttura costituita da una matrice dolce di soluzione solida di alluminio con particelle dure di silicio, contiene, oltre silicio e rame (ad es. 12 e 5% rispettivamente), in minor misura nichel, magnesio e manganese. Questo materiale rappresenta una lega antifrizione ad alta resistenza e con basso coefficiente di dilatazione (uguale all'incirca a quello del bronzo). Il limite di temperatura per l'impiego di questa lega è 170°C se trattata e di 90°C in caso diverso. Tale lega è raccomandata per carichi oscillanti e si comporta bene anche con lubrificazione deficiente, dato che può sopportare in casi eccezionali temperature elevate.
Il terzo tipo di composizione caratteristica: 6% Sn, 1% Cu, 1% Ni, è facilmente colabile, e non ha tendenza al grippaggio anche nel caso di lubrificazione ridotta. Una lega di questa composizione ha trovato impiego nella fabbricazione dei cuscinetti delle bielle, in quella degli spinotti e degli alberi a cammes.
Leghe di zinco: Generalmente si adoperano leghe contenenti rame e alluminio con un tenore di zinco superiore all'80%: le leghe di zinco con piombo e stagno una volta sperimentate tendono ad essere abbandonate data la loro instabilità.
Leghe di cadmio: Contengona quali elementi di alligazione nichel, rame e argento in tenori molto ridotti, per cui il cadmio è presente oltre il 97%.
Circa le caratteristiche d'impiego si nota che i metalli bianchi sono indicati per carichi limitati e per velocità elevate, le leghe di cadmio presentano una resistenza alla fatica superiore a quella dei metalli bianchi ma possono essere corrose, ancorché lievemente, dai lubrificanti, i bronzi sono adatti per carichi elevati e per velocità moderate, eccetto i cupro-piombo che presentano comportamento analogo ai metalli bianchi; le leghe di zinco e le leghe di alluminio posseggono caratteristiche intermedie fra quelle dei metalli bianchi e dei bronzi.
Anche la ghisa viene usata come materiale antifrizione, specialmente in condizioni di esercizio assai dure e per basse velocità: la presenza della grafite facilita la autolubrificazione del cuscinetto.
Altro moderno metallo antifrizione è l'argento, in lega col piombo e col rame in bassi tenori, usato grazie alla sua eccezionale resistenza alla fatica in casi speciali dove la questione costo può essere superata (motori di aviazione).
Nella tabella si riportano le caratteristiche dei principali metalli antifrizione.