Les roulements automobiles sont des composants essentiels qui assurent le bon fonctionnement, l'efficacité et la sécurité des véhicules. Leur performance dépend directement de la qualité de leurs matériaux. Face à des conditions difficiles telles que la rotation à grande vitesse, les charges lourdes, les variations extrêmes de température et les conditions routières complexes, les matériaux des roulements doivent combiner un ensemble de propriétés de premier ordre.
Avant tout, une dureté extrême et une résistance à l'usure sont fondamentales. L'acier au chrome et au carbone élevé (par exemple, GCr15), grâce à sa teneur élevée en carbone et à l'addition d'alliage de chrome, peut atteindre une dureté superficielle très élevée (supérieure à HRC 60) après traitement thermique. Cela garantit que le roulement résiste à l'usure et à la déformation plastique sous des charges élevées prolongées, allongeant ainsi sa durée de vie.
Deuxièmement, une résistance exceptionnelle à la fatigue est essentielle. Le matériau doit supporter des centaines de millions de cycles de contrainte sans écaillage par fatigue. Cela nécessite un acier d'une pureté extrêmement élevée, possédant une structure métallographique uniforme et fine, ainsi que des niveaux très faibles d'impuretés oxydées et sulfureuses afin de retarder au niveau microscopique l'initiation et la propagation des fissures de fatigue.
En outre, une excellente stabilité dimensionnelle est indispensable. Lors des variations de température en service, le matériau doit maintenir sa stabilité structurelle et dimensionnelle afin d'éviter une perte de précision ou un grippage dû aux variations thermiques. Une ténacité suffisante est également cruciale pour résister aux charges d'impact sans se rompre.
Grâce aux avancées technologiques, les matériaux céramiques (tels que le nitrure de silicium, Si3N4) sont de plus en plus utilisés dans les véhicules haut de gamme et les nouveaux véhicules électriques en raison de leurs avantages tels qu'une faible densité, une résistance élevée à la température et une isolation électrique. L'application de technologies de revêtement de surface améliore davantage les performances en offrant un substrat solide et résistant avec une surface présentant un coefficient de friction encore plus faible et une meilleure résistance à l'usure, repoussant ainsi les limites des capacités des roulements.