Als belangrijk verbindend onderdeel van het ophangingssysteem voor auto's heeft de materiaalkeuze van schokdemperlagers rechtstreeks invloed op het draagvermogen, de slijtvastheid, de weerstand tegen vermoeidheid en het aanpassingsvermogen aan de omgeving, waardoor het een kernfactor wordt die de productprestaties en levensduur bepaalt. Geconfronteerd met uiteenlopende rijomstandigheden en prestatie-eisen heeft de industrie een multi-materiaalsysteem ontwikkeld, voornamelijk gebaseerd op metaalmatrixcomposieten, aangevuld met polymeer en speciale legeringen. Materiaalkeuze vereist een uitgebreid evenwicht tussen mechanische eigenschappen, proceshaalbaarheid en kosten.
Metaalmatrixcomposieten domineren het veld van schokdemperlagers, waarbij lagerstaal met hoog-koolstofchroomgehalte (zoals GCr15) het meest wordt gebruikt. Dit type staal bereikt, na vacuümontgassing, nauwkeurig smeden en meerdere hittebehandelingen, een hoge hardheid (HRC60 en hoger) en een uitstekende contactvermoeidheidssterkte, waardoor het effectief bestand is tegen de wisselende belastingen die worden gegenereerd door de hoogfrequente heen en weer gaande beweging van de schokdemper. De gelijkmatig verdeelde carbidedeeltjes remmen het ontstaan en de voortplanting van scheuren, waardoor de slijtvastheid aanzienlijk wordt verbeterd. In scenario's die een hoge corrosieweerstand vereisen, kan het oppervlak verder worden versterkt met nitreren of verchromen om de levensduur in vochtige en zoutnevelomgevingen te verlengen. Metalen materialen bieden superieure sterkte en betrouwbaarheid, waardoor ze geschikt zijn voor zware- toepassingen, hoge- snelheden en complexe belastingsomstandigheden. Bij gewichtsgevoelige toepassingen moet echter rekening worden gehouden met hun hogere dichtheid.
De toepassingen van hoog-moleculaire- polymeren zijn de afgelopen jaren toegenomen, gedreven door de vraag naar lichtgewicht en geluidsreductie. Technische kunststoffen zoals gemodificeerd nylon (PA66+GF) en polyoxymethyleen (POM), met hun lage dichtheid (ongeveer een-zevende van staal), uitstekende zelfs-smerende eigenschappen en goede trillingsdemping en geluidsabsorptie, worden gebruikt in hulplagercomponenten die lage belastingen en weinig geluid vereisen. Deze materialen hebben een veel lagere wrijvingscoëfficiënt dan metalen, waardoor het bedrijfsgeluid en de slijtage van op elkaar aansluitende onderdelen worden verminderd. Ze vertonen ook een betere weerstand tegen chemische corrosie en zijn geschikt voor vochtige, zure en alkalische omgevingen. Polymeren hebben echter een relatief beperkte hitte- en kruipweerstand, waardoor vaak glasvezelversterking of de toevoeging van slijtvaste vulstoffen nodig is om de prestatielimieten te verbeteren. Bovendien kan prestatieverlies optreden bij hoge belasting of langdurig hoge temperaturen.
Voor extreme omstandigheden, zoals zwaar-transport, omgevingen met hoge- temperaturen of sterke schokbelastingen, bieden speciale legeringsmaterialen unieke voordelen. Op koper-gebaseerde poedermetallurgielagers maken gebruik van een poreuze structuur geïmpregneerd met smeerolie om "zelf- smering te bereiken", waardoor de werking zelfs bij afwezigheid van olie behouden blijft en het risico op plotseling falen wordt verminderd. Titaniumlegeringen worden met hun ultra-hoge specifieke sterkte en uitstekende corrosieweerstand gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en op andere terreinen waar extreem hoge eisen worden gesteld aan gewicht en betrouwbaarheid. Hoewel deze materialen duurder zijn om te produceren, bieden ze uitgebreide prestaties die moeilijk te evenaren zijn voor metalen en polymeren in speciale scenario's.
Bij de daadwerkelijke materiaalkeuze moeten evaluaties worden uitgevoerd op basis van indicatoren zoals draagvermogen, bedrijfssnelheid, omgevingstemperatuur, vochtigheid en corrosieniveau, gecombineerd met de volwassenheid van productieprocessen en economische haalbaarheid. Lagerstaal met hoog-koolstofgehalte heeft de voorkeur voor algemene wegvoertuigen om te voldoen aan de eisen op het gebied van sterkte en levensduur; polymere materialen kunnen worden overwogen voor lichte stadsvoertuigen of nieuwe energievoertuigen om de onafgeveerde massa en het geluid te verminderen; oplossingen voor poedermetallurgie of titaniumlegeringen kunnen worden geïntroduceerd voor speciale voertuigen of apparatuur die in extreme omgevingen worden gebruikt. In de toekomst, met de vooruitgang van de composietmateriaaltechnologie, wordt verwacht dat nieuwe materialen die lichtgewicht, hoge sterkte, corrosieweerstand en intelligente monitoringfuncties combineren, nieuwe wegen zullen openen voor het verbeteren van de prestaties van schokdemperlagers.
