En tant que composant de connexion clé du système de suspension automobile, le choix du matériau des roulements d'amortisseur affecte directement la capacité de charge, la résistance à l'usure, la résistance à la fatigue et l'adaptabilité à l'environnement, ce qui en fait un facteur essentiel pour déterminer les performances et la durée de vie du produit. Confrontée à des conditions de conduite et à des exigences de performances diverses, l'industrie a développé un système multi-matériaux basé principalement sur des composites à matrice métallique, complétés par des polymères et des alliages spéciaux. La sélection des matériaux nécessite un équilibre complet entre les propriétés mécaniques, la faisabilité du processus et le coût.
Les composites à matrice métallique dominent le domaine des roulements d'amortisseurs, l'acier à roulement à haute teneur en carbone et en chrome (tel que le GCr15) étant le plus largement utilisé. Ce type d'acier, après dégazage sous vide, forgeage de précision et multiples traitements thermiques, atteint une dureté élevée (HRC60 et plus) et une excellente résistance à la fatigue de contact, résistant efficacement aux charges alternées générées par le mouvement alternatif à haute fréquence - de l'amortisseur. Ses particules de carbure uniformément réparties inhibent l'initiation et la propagation des fissures, améliorant ainsi considérablement la résistance à l'usure. Dans les scénarios nécessitant une résistance élevée à la corrosion, la surface peut être renforcée par une nitruration ou un chromage pour prolonger la durée de vie dans les environnements humides et au brouillard salin. Les matériaux métalliques offrent une résistance et une fiabilité supérieures, ce qui les rend adaptés aux conditions de charge lourdes-, à vitesse élevée- et complexes. Cependant, leur densité plus élevée doit être prise en compte dans les applications sensibles au poids.
Les polymères de poids moléculaire élevé--ont vu leurs applications se développer ces dernières années, stimulées par les demandes d'allègement et de réduction du bruit. Les plastiques techniques tels que le nylon modifié (PA66+GF) et le polyoxyméthylène (POM), avec leur faible densité (environ un-septième de celle de l'acier), leurs excellentes propriétés auto-lubrifiantes et leur bon amortissement des vibrations et de leur absorption acoustique, sont utilisés dans les composants de roulements auxiliaires nécessitant de faibles charges et un faible bruit. Ces matériaux ont un coefficient de friction bien inférieur à celui des métaux, réduisant ainsi le bruit de fonctionnement et l'usure des pièces en contact. Ils présentent également une meilleure résistance à la corrosion chimique et conviennent aux environnements humides, acides et alcalins. Cependant, les polymères ont une résistance à la chaleur et une résistance au fluage relativement limitées, nécessitant souvent un renforcement en fibre de verre ou l'ajout de charges résistantes à l'usure pour améliorer les limites de performances. De plus, une dégradation des performances peut se produire sous des charges élevées ou des températures élevées prolongées.
Pour les conditions extrêmes, telles que les transports lourds-, les environnements-à haute température ou les fortes charges d'impact, les matériaux en alliage spécial présentent des avantages uniques. Les roulements de métallurgie des poudres à base de cuivre-utilisent une structure poreuse imprégnée d'huile lubrifiante pour obtenir une "autolubrification", maintenant le fonctionnement même en l'absence d'huile et réduisant le risque de défaillance soudaine. Les alliages de titane, avec leur résistance spécifique ultra-élevée et leur excellente résistance à la corrosion, sont utilisés dans l'aérospatiale et dans d'autres domaines avec des exigences extrêmement élevées en matière de poids et de fiabilité. Bien que ces matériaux soient plus coûteux à fabriquer, ils offrent des performances globales difficiles à égaler pour les métaux et les polymères dans des scénarios particuliers.
Lors de la sélection réelle des matériaux, les évaluations doivent être menées sur la base d'indicateurs tels que la capacité de charge, la vitesse de fonctionnement, la température ambiante, l'humidité et le niveau de corrosion, combinés à la maturité des processus de production et à la faisabilité économique. L'acier à roulements à haute teneur en carbone-chrome est préféré pour les véhicules routiers généraux afin de répondre aux exigences de résistance et de durée de vie ; les matériaux polymères peuvent être envisagés pour les véhicules légers urbains ou les véhicules à énergies nouvelles afin de réduire la masse non suspendue et le bruit ; des solutions de métallurgie des poudres ou d'alliages de titane peuvent être introduites pour des véhicules ou équipements spéciaux utilisés dans des environnements extrêmes. À l'avenir, avec les progrès de la technologie des matériaux composites, de nouveaux matériaux alliant légèreté, haute résistance, résistance à la corrosion et fonctions de surveillance intelligentes devraient ouvrir de nouvelles voies pour améliorer les performances des roulements d'amortisseurs.
