I materiali dei cuscinetti sono caratterizzati da basso coefficiente di attrito, sufficiente resistenza alla fatica, buone proprietà di rodaggio e buona resistenza alla corrosione. I materiali per cuscinetti comunemente utilizzati includono leghe per cuscinetti (metallo Babbitt), leghe di rame, metallurgia delle polveri, ghisa grigia e ghisa-resistente all'usura.
I materiali dei cuscinetti non-lubrificati rientrano principalmente in tre categorie: polimeri, grafite di carbonio e ceramiche speciali.
Polimeri
I polimeri, noti anche come materiali polimerici organici o tecnopolimeri, includono comunemente resine fenoliche, nylon e politetrafluoroetilene (PTFE). I cuscinetti non-lubrificati in plastica (come il PTFE) sono resistenti agli acidi forti e agli alcali deboli e mostrano un buon inclusione, riduzione dell'attrito e resistenza all'usura. I fogli di PTFE vengono stampati su guarnizioni a labbro, gusci di cuscinetti, fasce elastiche di pistoni e guarnizioni per l'uso in nastri trasportatori, macchine da scrivere, macchine da cucire, giradischi, pompe dell'acqua, macchinari tessili e macchinari agricoli.
I polimeri sono leggeri, isolanti,-riducono l'attrito, sono resistenti all'usura-, auto-lubrificanti, resistenti alla corrosione-, hanno processi di stampaggio semplici e un'elevata efficienza produttiva. Rispetto ai materiali metallici, le loro proprietà tribologiche sono altamente sensibili alla temperatura ambiente e all'umidità e la loro viscoelasticità è notevolmente influenzata, determinando un gioco maggiore tra la boccola del cuscinetto e il perno. Inoltre, la loro bassa resistenza meccanica, il basso modulo elastico e lo scarso assorbimento di lubrificante limitano la velocità di funzionamento e la pressione della boccola del cuscinetto.
Carbonio-Grafite
Le boccole con cuscinetti in carbonio-grafite possono essere utilizzate in ambienti difficili. Maggiore è il contenuto di grafite, più morbido è il materiale e minore è il coefficiente di attrito.
La grafite di carbonio-in genere presenta buona conduttività elettrica, resistenza al calore, resistenza all'usura, auto-lubrificazione, buona stabilità alle alte-temperature, forte resistenza alla corrosione chimica, conduttività termica più elevata rispetto ai polimeri e un basso coefficiente di espansione lineare. In condizioni atmosferiche e di temperatura ambiente, il coefficiente di attrito e il tasso di usura delle superfici cromate-sono molto bassi. Le sue proprietà auto-lubrificanti e di riduzione dell'attrito- dipendono dalla quantità di vapore acqueo adsorbito, ma perde le sue proprietà lubrificanti a livelli di umidità molto bassi. L'applicazione di un rivestimento-resistente all'usura può migliorare la resistenza all'usura della grafite-di carbonio. La grafite di carbonio-può essere utilizzata anche come materiale per le boccole dei cuscinetti-lubrificate ad acqua.
La grafite può essere utilizzata non solo come lubrificante solido e aggiunta a materiali come resine, metalli e ceramica per aumentarne le proprietà di-riduzione dell'attrito, ma anche direttamente come materiale per coppie di attrito. Gli esempi includono cuscinetti, cuscinetti radenti per alte-temperature, guarnizioni, fasce elastiche e raschiatori per applicazioni-sensibili all'olio come la produzione di carta, la lavorazione del legno, il settore tessile e la lavorazione degli alimenti. Il simbolo per la "classe" dei materiali in grafite di carbonio utilizzati nell'ingegneria meccanica è M e esistono quattro serie: materiali in grafite di carbonio, materiali in elettrografite, materiali compositi in resina-carbonio e materiali in grafite metallica.
Ceramica
La ceramica è un materiale non-metallico ottenuto da minerali naturali inorganici non-metallici o da composti artificiali mediante frantumazione, modellatura e sinterizzazione ad alta-temperatura. Sono costituiti da numerosi piccoli cristalli inorganici non-metallici e da una fase vetrosa. La ceramica tradizionale è composta da minerali naturali inorganici non-metallici come argilla, feldspato e quarzo; le ceramiche speciali sono realizzate con composti artificiali. Le ceramiche per l'ingegneria meccanica sono generalmente ceramiche speciali realizzate con composti artificiali come allumina, ossido di magnesio, ossido di zirconio, ossido di piombo, ossido di titanio, carburo di silicio, carburo di boro, nitruro di silicio e nitruro di boro.
Le proprietà della ceramica sono in gran parte determinate dalla loro microstruttura, compresa la dimensione e la distribuzione dei grani, la composizione e il contenuto della fase vetrosa e la natura, il contenuto e la distribuzione delle impurità. Questa microstruttura, a sua volta, è determinata dalle materie prime, dalla composizione e dal processo di produzione. Le caratteristiche comuni della ceramica includono elevata durezza e resistenza alla compressione, resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura, resistenza all'ossidazione, buona resistenza alla corrosione, fragilità, scarsa resistenza agli urti e mancanza di duttilità.
La ceramica è un materiale relativamente nuovo per le boccole dei cuscinetti non lubrificate, in particolare SiC e Si3N4, che presentano eccellenti proprietà di robustezza, resistenza al calore, resistenza alla corrosione e proprietà tribologiche.