1. Materiale per pneumatici a rulli compositi secondari in ghisa ad alto contenuto di cromo
Il manicotto a rulli in composito ceramico di ghisa ad alto contenuto di cromo è realizzato con ghisa ad alto contenuto di cromo come materiale di matrice, mediante un processo speciale di stampaggio composito di ghisa ad alto contenuto di cromo e particelle ceramiche a nido d'ape, particelle ceramiche ZTA, e successivamente mediante un processo di fusione in sabbia, stampaggio composito secondario di ghisa ad alto contenuto di cromo e ceramica e ghisa sferoidale. La composizione chimica del materiale in ghisa ad alto contenuto di cromo è mostrata nella Tabella 1 sottostante.
Tabella 1: Composizione chimica del rullo composito in ghisa ad alto contenuto di cromo (% in peso)
| Materiale | C | Si | Mn | S | P | Cr |
| Pneumatico a rulli in composito ceramico di ghisa ad alto contenuto di cromo | 2,8-3,2 | 0,5-1,0 | 0,5-1,2 | ≤0,05 | ≤0,05 | 20-26 |
| Ghisa duttile | 3.2-3.9 | 2,5-2,7 | 0,3~0,5 | ≤0,04 | ≤0,04 |
2. Proprietà meccanica
Il rullo composito ceramico in ghisa ad alto contenuto di cromo è un materiale ottenuto mediante stampaggio composito secondario di ghisa ad alto contenuto di cromo, particelle ceramiche ZTA e ghisa sferoidale. Questo conferisce al rullo composito ceramico non solo elevata resistenza e durezza, ma anche elevata tenacità, garantendo resistenza all'usura e sicurezza. La durezza delle particelle ceramiche ZTA è superiore a HV2100, mentre la durezza del carburo M7C3 in ghisa ad alto contenuto di cromo è superiore a HV1400 e la durezza della matrice in ghisa ad alto contenuto di cromo è superiore a HV750. Pertanto, in condizioni di elevata sollecitazione abrasiva e usura da stress, grazie alla differenza tra i materiali, la durata del rullo composito ceramico è da 1,5 a 3 volte superiore a quella di un normale rullo in ghisa ad alto contenuto di cromo. Le proprietà della ghisa ad alto contenuto di cromo e della ghisa sferoidale sono riportate nella Tabella 2 sottostante.
Tabella 2: Proprietà meccaniche
| Materiale | Resistenza alla trazione /Mp | Resistenza agli urti J/cm2 | Durezza/HRC | Tasso di allungamento (%) |
| Alta tecnologia | ≥800 | ≥4 | ≥60 | --- |
| Ghisa duttile | 500~650 | ---- | 147~241（HB） | 4~10 |
3. Progettazione strutturale di uno pneumatico a rulli in composito ceramico di ghisa ad alto contenuto di cromo
La progettazione strutturale del manicotto a rulli in composito ceramico di ghisa ad alto contenuto di cromo è illustrata nelle Figure 1 e 2 sottostanti. L'area a nido d'ape rossa rappresenta la zona di distribuzione delle particelle ceramiche antiusura ZTA. Le particelle ceramiche sono distribuite nella matrice in lega ad alto contenuto di cromo secondo una struttura a nido d'ape e lo strato ceramico ricopre l'intera area di usura del manicotto a rulli. L'area verde esterna allo strato ceramico è costituita da ghisa ad alto contenuto di cromo, mentre l'area blu è costituita da ghisa sferoidale.
