轴承合金综述
金属基自润滑轴承新材料
１ 整体 烧 结
固体润滑剂粉末添加 到金属基体原料 中， 通 过压制成形、 结成 的复合材料 ， 烧 来制作 自润滑
轴承 。 Ｊ
１ １ 铁 基 ．
石墨， ５ ｏ２ Ｗ ２ ２— Ｍ Ｓ或 Ｓ 中任一种， 其余为 Ｆ 。 ｅ 均质 自润滑滑动轴承孔隙在基体 中呈均匀分
布。国内某大学研制 的梯度 自润滑轴 承的 Ｆ 基 ｅ 体中添加的 Ｐ ｂ 也是 固体 润滑剂 ， 生成 的 Ｃ ： Ｏ 气体 将 留下孔 隙 ， ＰＣ ， ｂ Ｏ 含量不同孔隙率也就不同， 轴承的支承面为 １０ ０ ％金属 ， 孔隙率最小 ， 而强度最大 ， 摩擦面上为
１０ ｂ Ｏ ， ０ ％Ｐ Ｃ 孔隙率最大 ， 可储存更多 的润滑剂。 梯度 自润 滑 轴 承 的 极 限 值 提 高 到 ４ ０ ．
Ｍ ａ ｍ ｓ使用寿命提高 ２ Ｐ ・ ／， 倍多。
在高温、 高速、 重载和高粉尘等工作环境 ， 以 废钢资源和价格明显低的铬 一铁中间相合金为原 料的一种轴承合金 （ Ｎ ６４ ４Ａ） Ｃ Ｉ４ ７９ 的成分为 ０ ０ ．１
ｂｓｄ Ｃ ｂｓｄ Ｚ —ｂｓｄ Ｔ —ｂｓｄ Ｔ ｅｐｏｌ ｓｉ ｔｉ ｆｌ ｒ ａ ｚｄａｄｓｇｅｔ ｎ ｌ ｇ ｅ． ａｅ ， ｕ— ａｅ ， ｎ ａｅ ， ｉ ａｅ ． ｈ ｒ ｅ ｓｉ ｄａｅａ ｌ ｅ ｎ ｇｓｏｓａｅｉ ｎ ｂ ｍ ｎ ｈ ｅ ｎｙ ｕ ｉ ｖ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅｆ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｌ —ｈｂ ｅ ｔ ｇ ｉ ｒ ａｉ ；ｍａｅ ａｓ ｎ ｔｒ ｌ ；ｍｅａ —ｂ ｓ ｄ ｉ ｔｌ ａｅ
添加少许润滑剂或完全没有润滑剂， 自身具 有 自润滑性 能的轴 承叫做 自润滑 轴承。由于经 济、 环境及技术等原因， 机械强度高和摩擦学性能
滚动轴承钢的分类,特性用途,性能和化学成分
滚动轴承钢滚动轴承钢按使用特点可分为：高碳铬轴承钢（全淬透型轴承钢）、渗碳轴钢（表面硬化型轴承钢）、不锈轴承钢和高温轴承钢四大类。
一、高碳铬轴承钢1．高碳铬轴承钢的牌号、特性及及用途高碳铬轴承钢具有高的接触疲劳强度和耐磨性能，许多牌号属全淬透型钢，如GCr15GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo。
但由于有的轴承需要心部具有良好韧性而表面需要高硬度，因而又发展出限制淬透性轴承钢，如GCr4。
①GCr15（全淬透型钢）GCr15是高碳铬轴承钢的典型钢种，在淬火、回火后有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。
其热加工性能和可加工性良有好，淬透性适中，但焊接性差。
GCr15的白点敏感性大，但当采用真空脱气精炼的轴承里，此缺陷可消除。
用于制造壁厚≤12mm、处径≤250mm的滚动轴承套圈，或制造直径≤22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺寸的滚针。
也可用于制造模具、量具和木工刀具及高弹性极限、高疲劳强度的机械零件。
②GCr15SiMn（高淬透型钢）在GCr15钢的基础上提高硅、锰含量，因而淬透性、弹性极限、耐磨性均比GCr15好。
由其制作的滚动轴承件的使用温度不宜超过180℃。
用于制造壁厚>12mm、外径>120mm的滚动轴承套圈、直径>50mm的钢球及直径>22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺寸的滚针。
其他用途与GCr15相同。
③GCr15SiMo（高淬透型钢）在GCr15基础上增加含硅量，添加了钼。
其淬透性高，耐磨性好，疲劳强度高、综合性能良好。
适于制造大尺寸范围的滚动轴承套圈及钢球、滚柱等。
④GCr18Mo（高淬透型钢）在GCr15基础上加入质量分数0.15%~0.25%的钼，并提高了含各量，因而淬透性、耐磨性均提高警惕。
可进行下贝氏体等温淬火，达到与马氏体淬火相近的硬度和耐磨性，而且钢的冲击、断裂韧度和抗弯强度都得到提高，因而提高了钢的综合力学性能和寿命。
可制造壁厚达20mm的滚动轴承套圈，其滚动轴承件的尺寸范围也扩大。
轴承套的材料
轴承套的材料轴承套作为机械设备中重要的零部件，其材料选择直接影响着设备的使用寿命和性能。
在工程设计中，轴承套的材料选择需考虑到承受的载荷、工作环境、摩擦系数等因素，以确保轴承套能够正常工作并具备良好的耐磨性和耐腐蚀性。
本文将就轴承套的材料进行详细介绍，以便工程师和设计者在实际应用中能够做出正确的选择。
1. 铜合金。
铜合金是一种常见的轴承套材料，其优点在于良好的导热性和耐磨性，适用于高速旋转和高负荷的工作条件。
铜合金通常添加了锌、铝、锡等元素，以提高其硬度和耐腐蚀性。
在一些要求较高的场合，还可以通过表面处理提高其耐磨性和耐蚀性。
2. 铝合金。
铝合金轴承套具有重量轻、导热性好的特点，适用于高速旋转和低负荷的工作条件。
铝合金轴承套通常采用硬质阳极氧化处理，以提高其表面硬度和耐磨性。
但是，铝合金轴承套的耐腐蚀性较差，不适用于腐蚀性环境。
3. 聚合物。
聚合物轴承套主要包括尼龙、聚四氟乙烯（PTFE）等材料。
聚合物轴承套具有自润滑性能，摩擦系数低，适用于高速旋转和低负荷的工作条件。
此外，聚合物轴承套还具有良好的耐腐蚀性和吸振性能，适用于一些特殊环境和要求较高的场合。
4. 钢。
钢轴承套通常采用碳钢、合金钢等材料，具有良好的强度和硬度，适用于高负荷和高速旋转的工作条件。
钢轴承套的表面通常进行硬化处理，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
但是，钢轴承套的导热性较差，不适用于要求较高导热性能的场合。
5. 复合材料。
复合材料轴承套是近年来发展起来的一种新型材料，通常由金属基体和聚合物基体复合而成。
复合材料轴承套综合了金属和聚合物的优点，具有良好的导热性、耐磨性和耐腐蚀性，适用于各种工作条件。
此外，复合材料轴承套还具有良好的自润滑性能，能够减少润滑剂的使用，降低维护成本。
综上所述，轴承套的材料选择需根据具体的工作条件和要求来进行合理的选择。
不同的材料具有各自的优缺点，工程师和设计者应根据实际情况进行综合考虑，以确保轴承套能够正常工作并具备良好的性能。
铝基轴承合金
铝基轴承合金
铝基轴承合金是一种具有良好性能和广泛应用的合金材料。
它由铝和其他金属元素合金化而成，具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和热传导性能。
在工业领域中，铝基轴承合金被广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
铝基轴承合金具有良好的耐磨性能。
由于铝基轴承合金中含有硬度较高的金属元素，使得合金表面硬度得以提高，从而增加其抗磨损能力。
这种耐磨性能使铝基轴承合金在高速旋转和重载工况下能够保持稳定的工作状态，延长了设备的使用寿命。
铝基轴承合金具有优异的耐腐蚀性能。
铝本身具有良好的耐腐蚀性，而加入其他金属元素后，使合金材料在恶劣环境下仍能保持稳定性能。
这种耐腐蚀性能使铝基轴承合金适用于潮湿、酸碱等恶劣工作环境，保证了设备的可靠运行。
铝基轴承合金具有优异的热传导性能。
铝具有良好的导热性，而其他金属元素的加入可以提高合金的导热性能，使得铝基轴承合金能够迅速散热，有效降低设备温度，保持设备稳定运行。
这种热传导性能在高温高速工况下尤为重要，可以有效减少设备的热损失，提高设备的工作效率。
总的来说，铝基轴承合金是一种性能优异、应用广泛的合金材料。
它的耐磨性、耐腐蚀性和热传导性能使其在工业领域中得到广泛应
用，为设备的稳定运行提供了保障。
随着科技的不断发展，铝基轴承合金将会得到进一步的优化和应用，为人类的生产生活带来更多便利和效益。
轴承套圈的材料和最终热处理方法
轴承套圈的材料和最终热处理方法
轴承套圈的材料通常选择高强度、高耐磨损和耐腐蚀的材料。
以下是常用的轴承套圈材料和一种常见的热处理方法：
1. 铬钼合金钢：铬钼合金钢具有较高的硬度和耐磨性，适用于高负荷和高速运转的应用。
对于这种材料，常用的热处理方法是淬火和回火。
淬火可提高材料的硬度，并增加其强度和韧性，而回火可以减轻淬火后的应力，提高材料的耐腐蚀性能。
2. 不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于一些特殊环境或要求无锈蚀的应用。
常见的不锈钢材料包括奥氏体不锈钢（如304和316）和马氏体不锈钢（如440C）。
不锈钢的热处理方法包括退火和固溶处理。
3. 铜合金：铜合金具有优良的导热性和抗磨损性能，广泛应用于柔软轴承套圈中。
对于铜合金，常用的热处理方法是固溶处理和时效处理。
需要注意的是，选择轴承套圈的材料和热处理方法应根据具体的应用需求和工作环境来确定，以确保其性能和耐久性能得到最佳发挥。
汽轮机轴承用巴氏合金性能
汽轮机轴承用巴氏合金的性能巴氏合金（Babbitt metal），一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金。
有锡基、铅基、镉基三个系列。
锡基巴氏合金的代表成分（质量分数）为：锑3%~15%，铜2%~6%，镉<1%，锡余量。
具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金，由美国人巴比特发明而得名，因其呈白色，又称白合金，乌金。
熔点:铸造锡基巴氏合金ZSnSb11Cu6固相点温度为240℃，液相点温度为370℃，其最高使用温度不得超过100℃，摩擦系数在有油时为0.005，无油时为0.28。
特点:巴氏合金(包括锡基轴承合金和铅基轴承合金)是最广为人知的轴承材料，具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金。
由美国人巴比特发明而得名，因其呈白色，又称白合金，其应用可以追溯到工业革命时代。
具有减摩特性的锡基巴氏合金和铅基巴氏合金是唯一适合相对于低硬度轴转动的材料，与其它轴承材料相比，具有更好的适应性和压入性，广泛用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机，以及其它矿山机械和大型旋转机械等。
成分：主要合金成分是锡、铅、锑、铜。
锑、铜，用以提高合金强度和硬度。
巴氏合金的组织特点是，在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油通道，利于减摩；上凸的硬质点起支承作用，有利于承载。
巴氏合金分锡基(见锡合金)和铅基合金两种。
后者含锑10%～20%，锡5 %～15%，为防止成分偏析和细化晶粒，还常加入少量的砷。
铅基合金的强度和硬度比锡基合金低，耐蚀性也差。
组织特点是，在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使巴氏合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性。
用途:巴氏合金主要使用于大型机械主轴的轴瓦、轴承、轴衬、轴套。
如：水泥机械、钢铁机械、化工机械、造纸机械、石油机械、船舶机械、压缩机械、煤矿机械、选矿设备等等，还可以用在大型机床上来取代黄铜，效果也很好。
轴承的原材料
轴承的原材料轴承是一种广泛应用于机械设备中的零部件，它能够减少摩擦、支撑机械轴和转子，并且在高速旋转时能够承受轴的重量。
轴承的性能直接取决于其原材料的选择，因此选择合适的原材料对于轴承的质量和寿命至关重要。
轴承的原材料主要包括金属材料、陶瓷材料和塑料材料。
金属材料是最常见的轴承原材料，主要包括钢、不锈钢和铝合金等。
钢是制造轴承的主要材料，其优点是硬度高、耐磨、耐腐蚀，适用于各种工作环境。
不锈钢轴承具有耐腐蚀性能，适用于潮湿、腐蚀性环境。
铝合金轴承重量轻，适用于需要减轻自重的场合。
陶瓷材料因其硬度高、耐磨损、耐高温的特点，逐渐在高速、高温、无润滑条件下的轴承应用中得到广泛应用。
塑料材料轴承因其自润滑、耐腐蚀、重量轻、低成本等优点，在一些特殊环境下也有应用。
选择轴承原材料时需要考虑工作条件、负荷、转速、温度等因素。
对于一些特殊工况，如高速、高温、腐蚀性、无润滑等环境，需要选择相应的特殊材料，确保轴承的正常工作。
另外，还需要考虑成本、加工性能、可焊性等因素，综合考虑选择最合适的原材料。
除了材料的选择外，轴承的制造工艺也对其性能有重要影响。
材料的热处理、表面处理、精密加工等工艺都会影响轴承的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
因此，在轴承制造过程中，需要严格控制工艺流程，确保轴承的质量和性能。
总的来说，轴承的原材料对于其性能和寿命有着至关重要的影响。
选择合适的原材料，并严格控制制造工艺，才能生产出质量可靠的轴承产品，满足不同工况下的需求。
希望本文的介绍能够对轴承原材料的选择和制造工艺有所帮助，使轴承在各种机械设备中发挥更好的作用。
锡基轴承合金
锡基轴承合金
锡基轴承合金是一种新型的高性能轴承合金，它具有优异的机械性能，可靠的化学稳
定性，可塑性和优秀的腐蚀耐受性。
锡基轴承合金是由锡、铜、铝及其它少量合金元素组
成的，主要特点是具有优异的机械性能，以及优秀的耐磨性和精密度。
锡基轴承合金可作为轴承，可以用于汽车、航天和机械等行业重负荷或高速旋转轴承，具有良好的抗腐蚀性、耐磨性和抗震性。
在滚动及摩擦条件下，表现出较高的耐磨性和密
封效果。
使用锡基轴承合金的轴承摩擦系数明显比其他合金低，轴承无论是在低温下还是
高温下都表现出良好的润滑性能，因此具有显著的节能效果。
锡基轴承合金内孔精度为6，经过冷镦工艺处理，锡基轴承合金表面可达到Ra0.4微
米以内的表面粗糙度，散热性能极佳，尤其在小直径轴承的应用上更加显著，能够使轴承
的整体表面温度更低。
轴承的质量可以达到更高的标准，同时减少设备的维护和维修费用。
锡基轴承合金的热处理分为常温处理和热处理，常温处理可能包括离子焊处理、粗加工、抛光处理、表面润滑等，而热处理可以让其他材料受益，如热锻、表面氧化和渗碳处
理等，这些处理可以使材料具有更佳的力学性能，包括延展强度、抗拉强度、耐磨性和抗
磨性。
总而言之，锡基轴承合金强度高、抗腐蚀能力强，可伸缩性和耐磨性优异，有效减少
轴承的摩擦阻力，提高轴承的使用寿命。
它具有低温启动性能好、货物重量轻等优点，能
够满足行业更多的要求，也具有一定的发展潜力，可以深入进行改进的试验研究。
轴承材料介绍
五、人本集团目前常用轴承钢
GCr15、CU1、CU2、CU3、CU4、SKF3、100Cr6、52100、RB52100
套圈材料及要求
思 考 题
• 1、你公司所有零件都用到哪些金属材料？具体牌号能说出来吗？
• 2、什么是钢和什么是铁？举例说明。 • 3、GCr15钢含碳量在什么范围？轴承钢质量好坏主要从哪两大类进 行评价？ • 4、人本目前有哪几个等级的GCr15钢？你公司主要用哪个或哪几个 等级的材料？ • 5、国内常用轴承钢钢厂有哪几家？
2~2.5 退火
冷却 60~90℃/h 至650℃
时间/h
轴承热处理工艺介绍
轴承热处理工艺介绍
轴承钢淬火
将钢加热到临界点A”c1~AcM之间某一温度，保温一段时间，然后快 速(大于临界速度)冷却下来的热处理过程叫淬火；
轴承钢淬火的目的是为了得到隐晶或细小的马氏体、细小而分布均
匀的碳化物及少量残余奥氏体所组成的显微组织。 一般淬回火情况下，轴承钢显微组织中马氏体占80%以上，碳化物 占5~10%，残余奥氏体占9~15%左右。
套圈材料及要求
套圈常用材料及基本要求
2、材料的均匀性 • 化学成分均匀性：合金元素均匀性，C、S、P微观及宏观偏析； • 碳化物的均匀性：碳化物颗粒大小、间距、形态分布（碳化物网状、 碳化物液析、碳化物带状）
不均匀形的危害（一些试验结果）： a、碳化物液析的危害相当与脆性夹杂物； b、当碳化物带状大于3级时，可使轴承寿命降低1/3； c、碳化物网状升高1级，可使轴承降低1/3； d、碳化物颗粒影响轴承寿命，碳化物平均粒度为0.56um比1um的疲 劳寿命提高2.5倍。
套圈 进炉 加热、保温
冷却
轴承热处理工艺介绍
滑动轴承合金的分类、典型牌号、性能和用途
ZCuSn10Pl ZCuSn5Pb5Zn5
ZCuPb30
铝基轴承合金
ZAlSn6Cu1Ni1
分类、典型牌号、性能和用途
性能和用途
摩擦系数小，塑性和导热性好，是优良的减 摩擦材料，常用作重要的轴承，如汽轮机、 发动机等、韧性及导热性、耐腐蚀性均较 锡基合金低，且摩擦系数较大；但价格较便 宜。常用来制造承受中、低载荷的中速轴 承，如汽车、拖拉机的曲轴、连杆轴承及电 动机轴承 能承受较大的载荷，广泛用于中等速度及承 受较大的固定载荷的轴承，如电动机、泵、 金属切削机床轴承。锡青铜可直接制成轴 瓦，但与配合的轴颈应具有较高的硬度 （300~400HBW) 与巴氏合金相比，具有高的疲劳强度和承载 能力，同时还有高的导热性（约为锡基巴氏 合金的6倍）和低的摩擦系数，并可在较高 温度（如250℃）下工作。适宜制造高速、 高压下工作的轴承，如航空发动机，高速柴 油机及其他高速机器的主轴承
滑动轴承合金的分类、典型牌号、性能和用途
分类
典型牌号
锡基轴承合 金
巴氏合金
铅基轴承合 金
ZSnSb12Pb10Cu4 ZSnSb8Cu4 ZSnSb11Cu6 ZSnSb4Cu4
ZPbSb16Sn16Cu2 ZPbSb15Sn10 ZPbSb15Sn5 ZPbSb10Sn6
锡青铜
铜基轴承 合金 铅青铜
常用轴承合金
常用轴承合金在机械和汽车工业中，轴承是一种重要的零件，用于支承和减少摩擦。
为了提高轴承的性能和耐磨性，常使用合金来制造轴承。
下面将介绍几种常用的轴承合金及其特性。
1. 铝合金轴承铝合金轴承是一种较为常见的轴承合金，具有良好的耐腐蚀性和良好的导热性。
此外，铝合金轴承还具有较高的强度和硬度，能够在高温下保持较好的性能。
然而，铝合金轴承的主要问题是耐磨性较差，容易在高速和高负荷条件下磨损。
2. 铸铜合金轴承铸铜合金轴承是一种常用的轴承合金，广泛应用于工业领域。
铸铜合金轴承具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够在恶劣的工作环境中保持较长的使用寿命。
此外，铸铜合金轴承还具有良好的导热性和可加工性，方便制造过程。
3. 铝青铜合金轴承铝青铜合金轴承是一种主要由铝和铜组成的合金，具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。
此外，铝青铜合金轴承还具有良好的导热性和抗腐蚀性，能够在高温和恶劣的工作环境中保持较好的性能。
铝青铜合金轴承主要用于高速和高负荷条件下的工作。
4. 铅青铜合金轴承铅青铜合金轴承是一种以铅为主要成分的合金，具有良好的自润滑性能。
这种合金能够形成一层不易磨损的润滑膜，减少摩擦和磨损。
此外，铅青铜合金轴承还具有良好的耐蚀性和抗疲劳性能，能够在低速和高负荷条件下保持较好的性能。
综上所述，常用轴承合金包括铝合金、铸铜合金、铝青铜合金和铅青铜合金。
不同的合金具有不同的特性，适用于不同的工作环境和条件。
在选择合适的轴承合金时，需要考虑使用环境、工作条件以及轴承所需的性能。
合理选择轴承合金能够提高轴承的使用寿命和工作效率，降低维修成本和故障率。
因此，在轴承设计和制造过程中，合适的轴承合金选择至关重要。
一般轴承材料
一般轴承材料金属材料是传统的轴承材料，常见的有铁、铜、铝等。
其中，碳素钢是应用最为广泛的一种金属轴承材料。
碳素钢具有良好的强度和耐磨性，适用于一般工业设备中的轴承。
不过，碳素钢的耐腐蚀性较差，需要在潮湿或腐蚀性环境中使用时，需要进行表面处理或选择其他材料。
除了碳素钢，不锈钢也是常用的轴承材料之一。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于潮湿或腐蚀性环境中的轴承应用。
但不锈钢的强度和硬度相对较低，需要在设计轴承时进行合理的结构设计。
另外，铜合金也常用于制造轴承。
铜合金具有良好的导热性和耐磨性，适用于高速、高温、高负荷的工况下的轴承。
但铜合金的成本较高，制造工艺也相对复杂，需要在经济性和性能之间进行权衡。
除了金属材料，陶瓷材料也被广泛应用于高速、高温、特殊环境下的轴承。
陶瓷材料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和高温性能，适用于航空航天、汽车发动机等领域。
常见的陶瓷材料包括氧化铝陶瓷、硅氮氧陶瓷等。
不过，陶瓷材料的成本较高，加工难度大，需要在特定的工况下进行选择和设计。
此外，塑料材料也逐渐在轴承领域得到应用。
塑料轴承具有自润滑、重量轻、耐腐蚀等优点，适用于一些特殊环境下的轴承应用。
但塑料材料的强度和耐磨性较差，需要在低速、低负荷的工况下使用。
综上所述，一般轴承材料包括金属材料、陶瓷材料和塑料材料。
不同的材料具有不同的特点和适用范围，在选择轴承材料时，需要根据具体的工况和要求进行合理的选择和设计。
随着材料科学和加工技术的不断发展，相信在未来会有更多新型材料应用于轴承领域，为机械设备的性能和可靠性提供更好的保障。
轴承轴瓦巴氏合金
轴承轴瓦巴氏合金
巴氏合金是一种浇铸在轴瓦瓦壳上的低熔点轴承合金，因其质白并含有多种合金元素，又称为白合金或乌金。
它是由锡、铅、锑、铜和其它金属制成的白色合金的统称。
巴氏合金以锡或铅作基体，悬浮锑锡（Sb—Sn）及铜锡（Cu—Sn）的硬晶粒，因此抗磨性能良好且具备优异的嵌陷性和就范性，被广泛应用于各种工业设备之中，如大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机等。
巴氏合金分为锡基巴氏合金和铅基巴氏合金两种，牌号表示为：ZCh+基本元素符号+主加元素符号+主加元素含量+辅加元素含量。
巴氏合金由美国人巴比特发明而得名，自1893年问世以来，其作为一种性能优异的轴承材料就被人们广泛认知，至今仍然是应用最广泛的轴承合金。
常见有色金属的组织特征-铅基轴承合金铸态组织特征
常见有色金属的组织特征-铅基轴承合金铸态组织特征铅基轴承合金是一种常见的有色金属合金，其组织特征对于合金的性能和使用寿命有着重要的影响。
下面将详细介绍铅基轴承合金的铸态组织特征。
铅基轴承合金属于铸造合金，因此其铸态组织特征主要由合金中的成分、冷却速率和冷却方式等因素决定。
铅基轴承合金的主要成分是铅和其他合金元素的添加剂。
其中，铅是基体金属，具有良好的刮擦性能和润滑性，可以减少轴承的摩擦损失和磨损。
其他合金元素如锡、锌、银、铜等则起到了调节合金硬度、强度和耐磨性能的作用。
这些合金元素的添加量和配比会对合金的铸态组织产生影响。
铅基轴承合金的冷却速率和冷却方式也会影响其铸态组织。
铅基轴承合金通常是通过铸造方法将熔融的合金液体注入到铸型中，然后冷却凝固成型。
在这个过程中，冷却速率决定了合金的晶粒尺寸和排列形态。
较慢的冷却速率会使得合金中的晶粒尺寸较大，晶粒有足够的时间进行生长而且排列规整，形成大块的铸态晶粒组织；而较快的冷却速率则会导致晶粒尺寸较小，晶粒之间没有足够的时间生长和排列，形成较细小的铸态晶粒组织。
冷却方式也会影响铅基轴承合金的组织特征，例如在水冷条件下，冷却速率会更快，晶粒尺寸更小。
最常见的铸态组织特征是铅基轴承合金中的银白色铸态晶粒和黑色析出物。
银白色的铸态晶粒是由铅和其他合金元素组成的，它们在熔融态下冷却凝固而形成的。
铸态晶粒的尺寸和形态会受到冷却速率和冷却方式的影响。
较慢的冷却速率会使得晶粒尺寸较大且排列整齐，而较快的冷却速率则会使晶粒尺寸较小且排列杂乱。
在铅基轴承合金中，银白色铸态晶粒的分布均匀性也是评估合金质量的重要指标。
铅基轴承合金中还会有黑色的析出物。
这些析出物是由合金中的元素在冷却凝固过程中发生固溶度下降而形成的。
它们可能是铅与其他合金元素形成的化合物或固溶体中某种元素的偏析。
这些黑色析出物的分布和形状也会对铅基轴承合金的性能产生影响。
总之，铅基轴承合金的铸态组织特征主要由合金的成分、冷却速率和冷却方式等因素决定。
轴承合金
性能优良的轴承材料。 • 轴承用铅青铜按成分分为两类，一类是含30~45% 铅的二元铅青铜，另一类是加入镍和锡的多元铅 青铜。 • 简单铅青铜的强度较低，可浇铸在钢管或薄壁钢 板上制成双金属轴承使用，使钢的强度和铅青铜 的耐磨性很好结合起来。铅青铜和钢套能结合的 很好，不易剥落和开裂。
• 多元铅青铜中加入的锡和镍都溶入以铜为基体的
以避免擦伤轴颈。
二、常用轴承合金
工业上常用的是锡基、铅基轴承合金, 又称巴氏合金。 锡基轴承合金的优点是工艺性好、膨胀系数小、导电
性和抗蚀性比铅基轴承合金高;
轴承合金的牌号以“承”字汉语拼音Ch开头，牌号
前冠以“Z”,表示是铸造合金。如含有Sb11％和 Cu6
％的锡基轴承合金牌号为“ChSnSb11-6”。
[(+)共晶基体+方块状SnSb+针状 Cu3Sn]
• 铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不 如锡基轴承合金，但其成本低，有自润滑性；仅适 于低速、低负荷或静载下中负荷的轴承。源自常用于低速、低载条件下
工作的设备, 如汽车、拖 拉机曲轴的 轴承等。
内燃机轴瓦
铅基轴承合金分为两类:
•一类是成分简单的Pb-Sb合金（添加有铜）和Pb-Ca-
Na合金；
•另一类是成分复杂的，在Pb-Sb-Sn基础上添加铜、
镍、镉、砷等元素的合金。
•在Pb-Sb合金中，锑含量大于11.2%时，为初生β相和 共晶体（α+β）所组成。 β相的硬度约30（HB），起 硬质点的作用；共晶体的硬度约7~8（HB)，为软基
体。
• 合金ChPbSb17-1中含17%Sb及1~1.5%Cu，其组织
当轴旋转时软的基体或质点被磨损而凹陷减少了轴颈与轴瓦的接触面积有利于储存润滑油和轴与轴瓦间的磨合而硬的质点基体则支撑着轴颈起承载和耐磨作用
铝基轴承合金
铝基轴承合金铝基轴承合金是一种特殊的合金材料，具有良好的耐磨性、耐蚀性和高温强度，被广泛应用于航空、汽车、机械等领域。
本文将从铝基轴承合金的组成、制备工艺、性能特点以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、铝基轴承合金的组成铝基轴承合金主要由铝、硅、锌、镁等元素组成。
其中，硅和锌是增强元素，可以提高材料的强度和硬度；镁是稀土元素，可以提高材料的抗氧化性和耐蚀性。
此外，铜、镍等元素也可以添加进去以改善材料的性能。
二、制备工艺铝基轴承合金的制备工艺包括熔炼、浇铸和热处理三个过程。
首先将各种原料按一定比例混合，并加入适量的助溶剂，在高温下进行熔炼。
然后将熔融液体倒入模具中进行浇铸，形成所需形状的轴承件。
最后对轴承件进行热处理，使其达到所需的力学性能和组织结构。
三、性能特点铝基轴承合金具有以下几个特点：1. 良好的耐磨性：硅和锌的添加可以提高材料的硬度和强度，从而增加轴承件的耐磨性。
2. 良好的耐蚀性：镁的添加可以提高材料的抗氧化性和耐蚀性，使得铝基轴承合金在恶劣环境下也能保持良好的表现。
3. 高温强度：铝基轴承合金具有良好的高温强度和抗氧化性能，可以在高温环境下长时间使用而不失效。
4. 轻质材料：相比于钢铁等传统材料，铝基轴承合金具有更低的密度，因此可以用于要求重量轻、体积小的场合。
四、应用领域铝基轴承合金被广泛应用于航空、汽车、机械等领域。
在航空领域中，它被用作飞机发动机零部件、涡轮叶片等；在汽车领域中，则被用作发动机曲轴、活塞等部件；在机械领域中，则被用作轴承、齿轮等零部件。
此外，铝基轴承合金还可以用于制造高速列车、船舶等重要的交通工具。
综上所述，铝基轴承合金是一种具有优异性能和广泛应用的特殊合金材料，其制备工艺和性能特点都非常值得关注。
随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，相信铝基轴承合金将会有更加广泛的应用前景。
轴承的材料及性能
(1)具有足够的抗压强度、抗疲劳能力和抗冲击能力。
对 (2)具有良好的减摩性。材料要有较低的摩擦阻力。
材 料 性
(3)具有良好的耐磨性。抗粘着磨损和磨粒磨损性能较好。 (4)具有良好的跑合性。能较容易消除接触表面不平度而使轴
能 颈与轴瓦表面间相互尽快吻合。
要 (5)良好的可塑性。具有适应因轴的弯曲和其他几何误差而使 求 轴与轴承滑动表面初始配合不良的能力。
由于工程塑料具有优异的自润滑性合性等特点，即使在润滑条件不良的情况下也能正
常工作，因而其用作轴承材料是十分理想的。
◆ 减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。 ◆ 耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。 ◆ 抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。 ◆ 摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。
◆ 嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。
◆ 磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的表面形状和粗糙度的能力 （或性质）。
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。
轴承合金
类型 特点 应用
锡基轴承合金 铅基轴承合金
嵌入性和摩擦顺应性最 好 ，易于轴颈磨合，但 强度低，价格较贵。
重载、中高速场合。
铜合金
类型 特点 应用
锡青铜 铅青铜 铝青铜
锡青铜减摩性和耐磨性最好， 铅青铜抗粘附能力强， 铝青铜强度及硬度较高。
轴承的材料及性能
轴承
推力滑动轴承
推力滑动轴承
• 少擦轴转轴根承轴承据的与和支功支滚承用承动处是之摩相支间擦对承的轴运轴摩承动及擦，表轴和分面上磨别的零损简摩件,称擦并，为性承保滑质受持动，载轴轴轴荷的承承。旋和分转滚为精动滑度轴动，承摩减。
轴承合金
• 2.铜基轴承合金 • ZCuSn10Pb1广泛用 于高速和重载条件下。 中速和中载条件下锡 锌铅青铜 ZCuSn6Zn6Pb3应用 广泛。此外， ZCuAl10Fe3Mn2、 ZCuAl10Fe3的强度 和耐磨性高，可用在 重载和低中速条件下。
三.滚动轴承用材
• 滚动轴承的正常失效形式 是内外圈滚道或滚动体上 的点蚀破坏，所以要求轴 承主要零件的材料应有高 的硬度、接触疲劳强度、 耐磨性和高的冲击韧度和 强度。为此，滚动轴承内 外圈和滚动体一般用 GCr9、GCr15、 GCr15SiMn等高碳铬或 铬锰轴承钢和GSiMnV等 无铬轴承钢制造。对保持 架材料一般要求较低多采 用低碳钢薄板冲压成型， 有的则用铜合金制成。
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应用
• 可作滑动轴承材料的有锡基合金、铜基合金、铝 基合金、银基合金、镍基合金、镁基合金和铁基 合金等。在这些轴承材料中，锡基合金、铜基合 金使用最多。 • 1.锡基轴承合金 • 最早的轴承合金是1839年美国人巴比特 (I.Babbitt)发明的锡基轴承合金(Sn-7.4Sb3.7Cu),以及随后研制成的铅基合金,因此称锡基 和铅基轴承合金为巴比特合金（或巴氏合金）。 中国的锡基轴承合金牌号用“Ch”符号表示。牌 号前冠以“Z”,表示是铸造合金。如含有Sbll％ 和 Cu6％的锡基轴承合金牌号为 “ZChSnSb11Cu6”。
滚动轴承用材滚动轴承的正常失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏所以要求轴承主要零件的材料应有高的硬度接触疲劳强度耐磨性和高的冲击韧度和强度
轴承合金
• 主讲：谢奇峰 黄星宾
一.轴承的分类
• 根据轴承中摩擦性质 不同，可把轴承分为 滑动摩擦轴承（简称 滑动轴承）和滚动摩 擦轴承（简称滚动轴 承）两大类。
8.4 滑动轴承合金
二、各类轴承合金简介
1．锡基轴承合金（锡基巴氏合金） ．锡基轴承合金（锡基巴氏合金） ① 牌号有ZChSnSb11-6、ZChSnSb4-4等。 ② 特点是磨擦系数小，顺应性和嵌藏性好，但抗疲劳强 度差。 2．铅基轴承合金（铅基巴氏合金） ．铅基轴承合金（铅基巴氏合金） ① 常用牌号有ZChPbSn-16-16-1.8等。 ② 优点是成本低、高温强度好，有自润滑性，适于润滑 较差的场合。
8.4 滑动轴承合金 一、滑动轴承工作条件及对性能、组织的要求 滑动轴承工作条件及对性能、
1．滑动轴承的结构 ． 滑动轴承是支承轴颈和其他转动和摆动的支承 件，一般由轴承体和轴瓦构成。
2．轴承工作条件及要求 ． ① 轴和轴承不可避免地会产生相互磨擦和磨损； ② 常出现所谓边界润滑状态或半干磨擦甚至干磨擦状态； ③ 轴承合金应具有足够的抗压强度和疲劳强度，良好的减 磨性、磨合性、镶嵌性。 3．对轴承组织的要求 ． ① 轴承材料的基体应采用对钢、铁互溶性小的元素； ② 金相组织软基体下有均匀的硬质点或硬基体下分布有均匀 的软质点； ③ 轴承中应含有适量的低熔点元素。
3．铝基轴承合金 ． 是一种新型的减磨材料。其特点是比重小、导热性好， 强度高。常用的铝基合金有： ① 铝-锑-镁轴承合金 成分一般为：3.5～4.5%Sb、0.3～0.7%Mg、余为铝。可制 成双金属板轴承，用于承受中等载荷的机器上。 ② 高锡铝基轴承合金 成分是以铝为基，加入20%Sn和1%Cu。适于制造高速、 重载的发动机轴承。 4．多层轴承合金 ． 是一种复合减磨材料，一般由二层或三石墨和铜石墨多孔含油轴承和金属塑料减磨 材料。多孔含油轴承具有寿命高、成本低和自动润滑的 优点。 6．非金属材料轴承 ． 一般由酚醛夹布胶木、塑料、橡胶等非金属材料制 成，主要用于与清水接触的滑动轴承。
合金alloy综述
合金alloy1.概述由两种或两种以上的金属或非金属所组成的具有金属特性的物质。
一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。
根据组成元素的数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金。
中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一，在商朝(距今3000多年前)青铜(铜锡合金)工艺就已非常发达；公元前6世纪左右(春秋晚期)已锻打(还进行过热处理)出锋利的剑(钢制品)。
根据结构的不同，合金主要类型是：(1)混合物合金（共熔混合物），当液态合金凝固时，构成合金的各组分分别结晶而成的合金，如焊锡、铋镉合金等；(2)固熔体合金，当液态合金凝固时形成固溶体的合金，如金银合金等；(3)金属互化物合金，各组分相互形成化合物的合金，如铜、锌组成的黄铜（β-黄铜、γ-黄铜和ε-黄铜）等。
合金的许多性能优于纯金属，故在应用材料中大多使用合金(参看铁合金、不锈钢)。
各类型合金都有以下通性：(1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点；(2)硬度比其组分中任一金属的硬度大；(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。
利用合金的这一特性，可以制造高电阻和高热阻材料。
还可制造有特殊性能的材料，如在铁中掺入15％铬和9％镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。
(4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)2.常用合金合金性能会因为成分多少和不同而改变(1)钢铁钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。
其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。
它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。
按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%～2%的铁碳合金。
碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。
按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。
合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。
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轴承合金综述传统的汽车轴承合金巴氏合金及铜基合金正在被铝基轴承合金所取代[1 -3 ]。
在铝基合金中,由于铝铅合金综合性能优于目前普遍使用的铝锡合金[3 -5],而且价格便宜,因此铝铅合金已是目前各国材料工作者重点研制和开发的轴承合金材料之一。
然而,由于金属铝、铅的比重、熔点相差悬殊,两金属在固态溶解度极小(在 3 2 7℃,铅在铝中的溶解度< 0 . 0 5% ) ,在液态下也难以互溶(在90 0℃,铅在铝中的溶解度约8% )。
为使铅能均匀分布到铝合金中,某些专门的技术已被采用,例如:在熔化和浇注过程中利用超声波感应搅拌[5],感应搅拌连续铸造法[6]及粉末冶金烧结轧制法[7]。
然而,这些方法成本高,工艺复杂,而且铅的含量受到限制(< 1 0 % ) [8]。
近年来,为生产高铅铝合金,一种强制搅拌技术已被研制.传统的巴氏合金及铜基合金作为汽车轴承合金正在被铝基轴承合金所取代。
为了改善合金的抗咬死和抗粘着性,往往在铝基合金中加入铅、锡、镉、铟甚至石墨[2 ]。
在这些元素中,铅较其他元素更加有效。
据报道,铝铅合金比铝锡合金具有更好的疲劳强度和耐磨性,比铜基合金具有更好的耐蚀性[3～5]。
但是,铝铅合金的生产存在着冶金上的困难,这些困难包括:(1 )两金属在液态下难于互溶; (2 )在室温下几乎不互溶; (3)由于金属铝和铅密度相差悬殊,使铅相严重偏析。
以上问题导致铸造铝铅合金轴承没有得到广泛应用.(1 )铸态铝铅合金的显微组织主要由铅颗粒、铝枝晶和硅颗粒组成,随铅含量的增加,铅颗粒尺寸增大。
(2 )在铅含量从0到 2 5%内,由于铅在合金中作为软相存在,导致铸态铝铅合金的硬度、抗拉强度和伸长率随铅含量的增加而减小。
(3)断口分析表明,随铅含量的增加,铸态合金的断口特征由塑性向脆性转变。
(4)铸态铝铅合金的磨损量和摩擦系数随铅含量的增加而减小,在铅的质量分数为1 5%～2 0 %时有一最小值,表明作为减磨材料,铸造铝铅合金的铅的质量分数为 1 5%～ 2 0 %时,其摩擦磨损特性具有最佳值。
由ＡｌＰｂ合金相图(见图 1 )可以看出,铝铅在固态下的互溶度极小,液态时也难以互溶(82 7℃时的溶解度为 6 5%Ｐｂ)。
在铝熔点温度之上有一段相当宽的两相分离区,铝铅在此区内为不相混溶的液体,随铅含量的增加,此区范围变大。
由于铝铅密度相差悬殊,铅在两相分离区因重力作用而产生偏析的倾向很大。
因此,该合金在熔炼铸造时,存在较大难度。
目前,铝铅合金多采用粉末冶金法生产,与铸造法相比,该法投资大、工艺复杂,而且铅的含量受到限制〔1〕(<1 0 %Ｐｂ)。
然而,研究表明〔2〕,在超薄油膜的工作条件下,可接受的最低铅含量为 6 5%～ 1 3%。
最初人们是用传统的铸造方法来生产Al-Pb系合金,但遇到了许多问题,如比重偏析就是一种非常难以解决的问题。
出现比重偏析的原因是:一,从Al-Pb的二元相图可以发现在固态下两者间的固溶度几乎为零,即使在液态下(T<1 83 9K)两种金属之间也存在很大的溶解度间隙。
二,由于Pb、Al两种金属的密度(ρAl= 2 . 7×1 0 3 kg/ m3 ;ρPb=1 1 . 3 4×1 0 3 kg/ m3 )差别很大。
为了获得使Pb在Al基体中均匀弥散分布的结构,就必须克服比重偏析。
为此近年来许多研究者采用各种不同的方法制备Al-Pb系合金,以期获得均匀的组织和良好的摩擦性能。
目前制造Al-Pb系合金的方法主要有:2 . 1快速凝固法[1 ]该方法是将Al-Pb加热到1 83 9K以上得到单相熔融合金,然后快冷(冷速高达1 0 0 0 K/ S以上)。
虽然该方法能得到Pb在Al中的均匀分布的组织,但要求的冷速高,而且并不能完全得到单一均匀的结构,也就是说所得的结果可能出现富Al和富Pb的两种区域。
这种制造Al-Pb系合金的方法最早使用于80年代初期现在已很少使用。
2 . 2电磁场补偿重力法[2 ]根据Pb有磁性的特点,将Al-Pb加热到 1 83 9K以上得到单相合金,在随后的冷却过程中采用电磁场以防止重力偏析。
目前该方法很少有报道。
2 . 3搅拌-速冷铸造法它又分为两种:一种是在液-固混合液状态下搅拌铸造[1 ]:另一种是在液-液状态下搅拌铸造[2 ]。
液-固搅拌铸造是将液态的Pb分布于固态的Al合金的晶界上;液-液搅拌铸造法Al-Pb系合金实质是将液态下的Pb 弥散于Al液中,随后速冷。
由于该方法要求的温度不高,近年来研究得较多。
此外,也有用超声波混合[3 ]来获得均匀Al-Pb系合金的铸造方法。
2 . 4粉末冶金法它是采用两种或多种金属粉末混合压制烧结,最近也有报道[4]用动态压制法(DynamicCompaction),动态压制法是通过瞬时高压使得金属粉末表面间因摩擦产生瞬时高温使得表面融化焊合,不再需要随后的烧结过程。
2 . 5机械合金化法[5]该方法是将两种金属粉末放在球磨机中球磨,得到晶粒很小甚至纳米晶的混合粉末,后再压制烧结成型。
朱敏等[5]对Al-Pb采用高能球磨将Al和Pb的金属粉末进一步机械合金化。
研究结果表明,即使在Pb-50 %Al情况下都能获得均匀分布的晶粒大小约为0 . 5μm的组织。
而且在进一步电镜观察发现在Al基体中有尺寸约 1 0 nm的Pb晶粒存在,Pb与Al之间晶体学取向呈立方-立方关系,这与Moor[8]用冷铸法和熔体旋淬法获得的Al-Pb系合金组织中的Al和Pb的取向关系一致。
而且在一个Al晶粒内的所有Pb粒子的取向相同。
作者最近对Al-(1 0～1 8%)Pb采用机械球磨+粉末冶金法的研究结果也证实机械合金化能获得Pb颗粒均匀弥散分布的Al-Pb系合金,而且在Al基体中存在许多纳米数量级的Pb粒子。
当机械球磨的速度≥2 0 0 RPM时,Pb粒子弥散分布而且非常细小,几乎不存在任何偏析。
通过比较发现这种弥散分布与铸造所得的明显不同。
还对Pb含量对耐磨性的影响进行了研究结果表明对于Pb8wt%以上的Al-Pb系合金的Pb的弥散分布能显著改善Al-Pb系合金磨损性能,特别是在低速下更是如此;随着Pb 含量增加体磨损量减小,但当Pb 含量≥2 0 WT%以后,又出现磨损加剧的现象。
对上述现象,Mohan认为由于Pb含量增加,Al-Pb合金在磨损时会逐渐形成一层很均匀的相当于固体润滑剂的Pb薄膜,从而提高了Al-Pb合金的耐磨性能。
而当Pb含量≥2 0 WT%时随着Pb含量的增加,合金的硬度显著下降,导致了磨损时犁沟现象加剧,而且较高的铅含量会促使生成Pb2 Al2 O5的复杂氧化物,它也使得磨损加剧。
当Pb含量约 2 0时,Pb薄膜的形成和分布与基体的硬度达到了最优组合而使得摩擦系数最小。
Y. Ogita等[1 6]研究了热冲压工艺对粉末冶金法制得-Pb轴承合金的性能的影响,通过热冲压获得图4体磨损量随载荷的变化曲线[1 5]□ 5. 1 33× 1 0 -1 ms-1 ;■3. 850×1 0 -1 ms-1×2 . 56 7×1 0 -1 ms-1 ; 1 . 2 83×1 0 -1 ms-1Al-Pb轴承合金的性能得到了优化:疲劳强度比用传统烧结的高出 3 0 %;有优异的抗咬合性能(当Pb含量>1 0 %)。
表1中列出了Al-Sn合金(No. 1 );用传统烧结法制得的Al-Pb系合金(No. 2 );用新的热冲压处理工艺制得的Al-Pb系合金(No. 3 )的成分及硬度。
图5给出了上述三种合金的温度-硬度曲线图。
可见Al-Pb系合金的硬度比相同温度下的Al-Sn合金高约1 0 Hv; Al-Pb合金的这种高硬度对于其应用在轴承上相当重要。
图6给出了这三种合金的疲劳强度,其中No. 3试样的疲劳强度与Al-Sn合金相当,这也证实了用Al-Pb轴承合金取代Al-Sn合金的可行性。
图7指出在磨坑试验(Cavitation)中No. 3试样的体积减少最少,图8分别给出了No.1 ,No.2 ,No. 3三种合金摩擦实验的结果,结果也证明No. 3合金的耐磨性远远优于其它两种合金,而抗咬合磨损性能比Al-Sn合金高一倍以上。
粉末冶金得到的Al-Pb合金具有优于Al-Sn合金的抗咬合性能这是因为较软Pb金属在磨损时形成薄膜附着在基体表面使得抗咬合性能显著提高。
针对ＡｌＰｂ轴瓦合金的研究,人们开发了多种制备工艺。
目前应用较为广泛的主要是ＲＳＰＭ工艺和快冷铸轧工艺等。
根据轴瓦材料减摩理论[2 ],结合轴瓦材料的性能要求,轴瓦合金在组织上应该是一种含有特定软、硬质点分布的多相结构。
对ＡｌＰｂ系而言,关键是控制合金中富铅相的形态和分布[3 ]。
本文针对空气和氩气雾化制备的ＡｌＰｂ系多元合金粉末,研究了其显微结构特点。
ＡｌＰｂ系轴瓦合金的开发最早见于1 969年美国的ＳＡＥ会议报告[1 ]及同年由Ｍｉｃｈｉｃａｌ等发表的专利[2 ],至80年代初,已有美国、日本等国家开始了ＡｌＰｂ系轴瓦合金的工业化生产[3 ]。
国内从1 984年开始了ＡｌＰｂ系轴瓦合金的工业化开发研究,1 995年北京有色金属研究总院与北京汽车摩托车轴瓦厂合作,建立了年生产能力为1 0 0 0ｔ的ＡｌＰｂ系轴瓦合金的生产线,并加工成轴瓦产品在国产切诺基汽车发动机、ＣＡ488发动机上应用。
上述ＡｌＰｂ系轴瓦合金均是采用传统的ＲＳ/ＰＭ工艺生产[4]。
近年来,国内外ＡｌＰｂ系合金研究开发的主要工作集中在改善和采用低成本的快速冷却工艺方面,对一些低铅含量的ＡｌＰｂ系合金,已试验了铸轧的工艺方法,并取得了良好的效果;但对于一些高铅含量的ＡｌＰｂ系合金,则未见有新的研究开发结果报道。
常用的铝基轴承合金有铝锑镁轴承合金,铝锡轴承合金。
特别是近几年发展起来的高锡铝基轴承合金,它具有更高的承载能力与疲劳强度。
它与低碳钢一起轧制成双金属轴瓦,可在压力为2 80×1 0 5Ｎ/ｍｍ2 ,滑动速度1 3ｍ/ｓ的条件下工作,其抗咬合性能与巴氏合金相当。
常用的高锡铝基轴承合金化学成分是:2 0 %Ｓｎ,1 %Ｃｕ,Ｆｅ< 0 7%,Ｓｉ<0 5%,其余Ａｌ。
因为锡在铝中溶解度极小,所以含锡2 0 %的铝锡合金共晶组织较多,锡呈网状包围着铝晶体,大大降低合金的机械性能。
为消除网状共晶体,浇注以后,合金与钢背一起轧制,经3 50℃退火3小时,锡被球化。
该合金的实际组织是硬铝基体上分布着软的粒状锡质点。
在铝锡合金中加入Ｃｕ、Ｎｉ、ＲＥ等。
因其能溶入基体铝中,可进一步提高基体强度,且ＲＥ能够改善合金组织。
高锡铝基轴承合金生产简便,成本不高,在我国已广泛用于中、高速汽车、拖拉机的柴油机轴承上。