航空关节轴承及外圈材料

3、关节轴承常用外圈材料
（5）铍青铜 以铍为主要添加元素的青铜。铍青铜的铍 含量为0．2％～2％，再加入少量的(0．2％～2．0％)钴或 镍第三组元。该合金可热处理强化。是理想的高导、高强弹 性材料。铍青铜无磁、抗火花、耐磨损、耐腐蚀、抗疲劳和 抗应力松弛。并且易于铸造和压力加工成形。 铍青铜具有良 好的综合性能，其力学性能，即强度、硬度、耐磨性和耐疲 劳性居铜合金之首。常用的加工铍青铜有：Cu-2Be-0.3Ni, Cu-1.9Be-0.3Ni-0.2Ti等。
3、关节轴承常用外圈材料
（3）铝合金
在铝中添加一定元素形成的合金称 为铝合金，铝合金密度低，但强度比较高，接近或 超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优 良的导电性、导热性和抗蚀性，一些铝合金可以采 用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀 性能，成为理想的结构材料。随着飞机轻量化的发 展，采用高比强度的铝合金替代不锈钢内外圈成为 航空轴承的发展趋势。
3、关节轴承常用外圈材料
不锈钢表面美观， 耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ，且
强度高，耐高温氧化，维护简便，广泛应于关节轴承。如 GE…ES向心关节轴承的外圈便是不锈钢材料。
GEBiblioteka Baidu90 ES 耐腐蚀滚动不锈钢向心关节轴承
3、关节轴承常用外圈材料
（4）钛合金 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要金 属，密度小，比强度高和耐腐蚀性好。因此钛及钛合金一直是 航空航天工业的“脊柱”之一。 钛合金是以金属钛为基体，加 入适量其他元素组成的合金。室温下，钛合金有三种基体组织， 钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。α钛合金 是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较 高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛， 抗氧化能力强。β钛合金是β相固溶体组成的单相合金， 未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强 化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜 在高温下使用。α+β钛合金是双相合金，具有良好的综合性能， 组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好 地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。
燕山大学机械工程学院
College of Mechanical Engineering, Yanshan University
关节轴承制造与实验装备ＰＰＴ
航空关节轴承的外圈材料
专业：XXX 姓名：XXX
学号：XXX
本讲内容
1、航空关节轴承简介
航空关节轴承
航空关节轴承是一种球面滑动 轴承，其滑动接触表面是一个内球面和一个外球面， 运动时可以围绕其内孔的轴心线转动，也能围绕两个 不动的轴作非对中运动。
3、关节轴承常用外圈材料 材料处理要求：铝合金关节
轴承承载较大，对基体材料的 成分、组织状态、力学性能等 要求高。铝合金本身刚度低， 易受夹装力和切削力影响而产 生残余应力，不宜使用磨、研 等工序，且为了提高铝合金的 表面强度、耐磨性和使用寿命， 经常采用表面处理工艺。
铝合金外圈杆端关节轴承
3、关节轴承常用外圈材料
3、关节轴承常用外圈材料
（1）轴承钢 又称高碳铬钢，含碳量ωc为1%左右，含铬 量ωcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承 钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六 大类。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限 和接触疲劳强度，尺寸与形状稳定性好，有一定耐腐蚀能力， 同时还具有良好的工艺性能(包括锻造等热加工性能和车削、磨 削等冷加工性能等)，便于实现高质量、 高效率的轴承制造。例如GE…DE1型 向心关节轴承、GAC…S型角接触关节 轴承、GX…S型推力关节轴承、 GE…CS-2Z型自润滑向心关节轴承等 外圈都采用轴承钢。 轴承钢外圈自润滑向心关节轴承
3、关节轴承常用外圈材料
（2）玻璃钢 也称玻璃纤维增强塑料（FRP），是一种 品种繁多，性能各别，用途广泛的复合材料。它是由用玻璃 纤维或其织物以增强合成树脂，用涂布、注塑、挤塑、层压 等方法加工成形的新型材料。 玻璃钢材料具有重量轻，强度 高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时 超高温性能好等特性，还可以根据不同的使用环境及特殊的 性能要求，自行设计复合制作而成，使 用适应性广泛。由于玻璃钢重量轻，强 度高，十分适用于航空零部件，在航空 关节轴承中也有应用，例如GE…F2型 自润滑向心关节轴承的外圈就是使用该 材料。
3、关节轴承常用外圈材料
钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性
能很好。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构 材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比铝、钢 强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。阻碍钛 合金普遍应用最主要原因还是成 本过高，无论是金属最初的冶炼 还是后续的加工，钛合金的价格 都远远高于其他金属。钛合金的 硬度与不锈钢、轴承钢相比较低， 作关节轴承内外圈时摩擦面易磨 损划伤，通常要在其摩擦工作面 钛合金GE30C自润滑关节轴承 作表面处理。
1、航空关节轴承简介
由于关节球面轴承 具有大的摆动角和调心 性能，能够实现旋转、 摆动和调心，在承受大 的径向静载的同时，还 能承受一定的轴向载荷， 具有载荷能力大，抗 冲击，抗腐蚀、耐磨 损、自调心、润滑好 等特点，有助于提高飞 机构件的灵活性，广泛 地应用在航空航天机械 中。
2、航空关节轴承的应用
（4）不锈钢 不锈钢是在普通碳钢的基础上，加入一 组铬的质量分数（ wCr ）大于 12% 合金元素的钢材，它 在空气作用下能保持金属光泽，也就是具有不生锈的特性 。这是由于在这类钢中含有一定量的铬合金元素，能使钢 材表面形成一层不溶解于某些介质的坚固的氧化薄膜（钝 化膜），使金属与外界质隔离而不发生化学作用。在这类 钢中，有些除含较多的铬（ Cr ）外，还匹配加入较多的 其他合金元素，如镍（ Ni ），使之在空气中、水中、蒸 汽中、都具有很好的化学稳定性，甚至在高温或低温环境 中，仍能保持其耐腐蚀的优点。