[拼音]:huadong zhoucheng cailiao
[外文]:sliding bearing terial
制造滑动轴承中与轴颈相配的轴瓦和轴承衬的材料。评价滑动轴承材料的主要项目有:
(1)抗压强度和抗疲劳强度;
(2)耐磨性;
(3)磨合性;
(4)防止与轴颈粘附的摩擦相容性;
(5)补偿滑动表面初始配合不良的顺应性;
(6)容许硬质颗粒嵌藏以减轻轴颈刮伤的嵌入性;
(7)导热性;
(8)耐蚀性;
(9)加工工艺性;
(10)价格等。
但至今尚无一种轴承材料能够完全满足这些项目的要求,而且各项目又多彼此矛盾。例如,金属材料越软,则顺应性和嵌入性越好,但强度也越低,所以软金属材料只能作轴承衬用;硬度高的材料强度也高,但顺应性和嵌入性差,用这种材料制成的轴瓦要求轴与轴承的对中误差小。滑动轴承材料应根据载荷、速度、温度、润滑条件和寿命等因素进行选择。常用的滑动轴承材料有巴氏合金、铜基和铝基合金、耐磨铸铁、塑料、橡胶、木材和碳-石墨等。
巴氏合金一种以锡、锑、铜为主要成分的低熔点合金,又称白合金、轴承合金。1839年美国人I.巴比特以这种合金获得美国专利。合金的基体是锡中溶有铜和锑的固溶体软组织,其中分布有锡铜锑化合物构成的硬颗粒。软组织具有良好的摩擦相容性、顺应性和嵌入性,硬颗粒具备一定的支承载荷的能力。巴氏合金强度低,只能作软钢、铸铁或青铜轴承的轴承衬用。后来,又出现以铅、锑、铜为主要成分的轴承合金。前一种称为锡基巴氏合金,后者称为铅基巴氏合金。锡基巴氏合金价格较高,主要用于高速重载的重要轴承和大型轴承。铅基巴氏合金的性能不如锡基合金,但价廉,应用较广,适用于中速、中载且载荷比较稳定的轴承。加入微量元素(如铬、铍等)制造高强度巴氏合金,是新的发展方向。
铜基合金用作滑动轴承材料的铜基合金主要有:以铜、锑为主要成分的黄铜;以铜、锡为主要成分的青铜;以及铜铅合金(又称铅青铜)。铜基合金强度高,导热性和耐磨性好,允许工作温度比巴氏合金高,但顺应性、嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金,可用作轴瓦或轴承衬材料。常用的含锡、磷的锡青铜,适用于中速重载或受冲击载荷的轴承;含锡、锌、铅的锡青铜,适用于中速中载的轴承;铅青铜承载能力大、疲劳强度高,适用于速度较高、受冲击载荷的轴承;铝青铜强度很高、耐蚀性好,适用于低速重载轴承。黄铜性能一般不如青铜,但价廉,主要用于低速轴承,但含锰、硅的黄铜性能优于锡青铜。
铝基合金有铝锑镁合金、铝锡合金和铝硅合金。它们的抗压强度和抗疲劳强度较高,导热性和耐蚀性好,价廉,但其摩擦相容性、嵌入性和顺应性较差,广泛用于内燃机和压缩机轴承。
耐磨铸铁价廉,但减摩性能差,只能用于低速轻载轴承。
塑料常用的有酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯和聚甲醛等。塑料轴承自润滑性能好、摩擦系数小、抗疲劳性能好、吸振能力强、耐蚀性和嵌入性好、能用水或乳化液润滑,并可节约有色金属。但塑料强度比金属低、耐热性差、导热率低、遇油或水有膨胀现象,设计时须取较大的轴承间隙。在塑料中加入某些填料如石墨、二硫化钼、玻璃纤维等可降低摩擦系数和提高耐磨性;加入铜粉可提高导热率和强度。塑料轴承已在冶金、化工、纺织、食品、仪表和造船等工业中使用。
橡胶嵌入性和耐蚀性极好。橡胶轴承可用混有颗粒杂质的水作润滑剂,富有弹性,有消振作用,运转平稳,但导热性差,工作温度应低于70℃,否则容易老化。天然橡胶不耐油,需要油润滑的橡胶轴承应采用耐油橡胶。
木材有自润滑性,成本低,耐蚀性好。木材制作的轴承可用于要求清洁卫生的食品机械、粮食加工机械等。其工作温度不得高于65℃。铁梨木、枫木和橡木等硬质木材都适于制作木轴承。
碳-石墨自润滑性和耐蚀性极好,并能耐400℃高温,但强度差,需压装在钢套中使用。这种轴承可在不易润滑、不允许油脏污、温度较高或有腐蚀性的环境中使用。
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