軸承合金[重要課資]

1、第六章第六章 軸承合金軸承合金 一一 組織性能要求組織性能要求 二二 常用軸承合金常用軸承合金 1課堂使用 第六章第六章 軸承合金軸承合金 制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱(chēng)為軸承制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱(chēng)為軸承 合金。合金?；瑒?dòng)軸承是許多機(jī)器設(shè)備中對(duì)旋轉(zhuǎn)軸起支撐滑動(dòng)軸承是許多機(jī)器設(shè)備中對(duì)旋轉(zhuǎn)軸起支撐 作用的重要部件，由軸承體作用的重要部件，由軸承體 和軸瓦兩部分組成。和軸瓦兩部分組成。 l與滾動(dòng)軸承相比滑動(dòng)軸承具與滾動(dòng)軸承相比滑動(dòng)軸承具 有承載面積大，工作平穩(wěn)，有承載面積大，工作平穩(wěn)， 無(wú)噪音及拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)噪音及拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 2課堂使用 軸承與軸的理想配合示意圖軸承

2、與軸的理想配合示意圖 1軸；2軸承；3潤(rùn)滑油； 4硬質(zhì)點(diǎn)；5基體 3課堂使用 一、組織性能要求一、組織性能要求 當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦與軸頸發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，承受當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦與軸頸發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，承受 軸頸施加的交變載荷和沖擊力。軸頸施加的交變載荷和沖擊力。 對(duì)軸承合金的性能要求：對(duì)軸承合金的性能要求： 足夠的強(qiáng)韌性，足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷以承受軸頸施加的交變沖擊載荷. 較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以，以 防止軸與軸瓦之間咬合。防止軸與軸瓦之間咬合。 較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性，

3、以減，以減 少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合。少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合。 4課堂使用 為滿(mǎn)足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基為滿(mǎn)足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基 體上分布著硬的質(zhì)點(diǎn)或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn)體上分布著硬的質(zhì)點(diǎn)或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn). 當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軟的基體（或質(zhì)點(diǎn)）被磨損而凹陷，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軟的基體（或質(zhì)點(diǎn)）被磨損而凹陷， 減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油 和軸與軸瓦間的磨合，而和軸與軸瓦間的磨合，而 硬的質(zhì)點(diǎn)硬的質(zhì)點(diǎn) (基體基體)則支撐著則支撐著 軸頸，起承載和耐磨作用軸頸，起承載和耐磨作用.

4、 l軟基體軟基體 (或質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn))還能起嵌還能起嵌 藏外來(lái)硬雜質(zhì)顆粒的作用藏外來(lái)硬雜質(zhì)顆粒的作用, 以避免擦傷軸頸。以避免擦傷軸頸。 5課堂使用 二、常用軸承合金二、常用軸承合金 l工業(yè)上常用的是錫基工業(yè)上常用的是錫基、鉛基軸承合金鉛基軸承合金, 又稱(chēng)又稱(chēng)巴氏合金巴氏合金。 l錫基軸承合金錫基軸承合金的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好、膨脹系數(shù)小、導(dǎo)電的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好、膨脹系數(shù)小、導(dǎo)電 性和抗蝕性比鉛基軸承合金高性和抗蝕性比鉛基軸承合金高; l軸承合金的牌號(hào)以軸承合金的牌號(hào)以“承承”字漢語(yǔ)拼音字漢語(yǔ)拼音Ch開(kāi)頭，牌號(hào)開(kāi)頭，牌號(hào) 前冠以前冠以“Z”,表示是鑄造合金。如含有表示是鑄造合金。如含有Sb11和和 Cu6

5、 的錫基軸承合金牌號(hào)為的錫基軸承合金牌號(hào)為“ChSnSb11-6”。 6課堂使用 1、錫基軸承合金、錫基軸承合金 是以錫為主并加入少是以錫為主并加入少 量銻、銅等元素組成量銻、銅等元素組成 的合金，熔點(diǎn)較低，的合金，熔點(diǎn)較低， 是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)組織是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)組織 類(lèi)型的軸承合金。類(lèi)型的軸承合金。 l典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為ZchSnSb11-6。 l(其組織為其組織為 基體基體+白亮塊狀白亮塊狀SnSb+星狀星狀Cu3Sn) ZchSnSb11-6合金的顯微組織合金的顯微組織 7課堂使用 錫基軸承合金具有錫基軸承合金具有 較高的耐磨性、導(dǎo)較高的耐磨性、導(dǎo) 熱性、耐蝕性和嵌熱性、耐蝕性和嵌 藏性，

6、摩擦系數(shù)和藏性，摩擦系數(shù)和 熱膨脹系數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小，但但 疲勞強(qiáng)度較低，工疲勞強(qiáng)度較低，工 作溫度不超過(guò)作溫度不超過(guò) 150 ，價(jià)格高。，價(jià)格高。 巴氏合金軸瓦巴氏合金軸瓦 l廣泛用于重型動(dòng)力機(jī)械，如氣輪機(jī)、渦輪機(jī)和內(nèi)燃廣泛用于重型動(dòng)力機(jī)械，如氣輪機(jī)、渦輪機(jī)和內(nèi)燃 機(jī)等大型機(jī)器的高速軸瓦。機(jī)等大型機(jī)器的高速軸瓦。 8課堂使用 2、鉛基軸承合金、鉛基軸承合金 是以鉛為主加入少量是以鉛為主加入少量 銻、錫、銅等元素的銻、錫、銅等元素的 合金，也是軟基體硬合金，也是軟基體硬 質(zhì)點(diǎn)型軸承合金。質(zhì)點(diǎn)型軸承合金。 典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為 ZchPbSb16-16-2。 ZchPbSb16-16-2合金的

7、顯微組織合金的顯微組織 ( + )共晶基體共晶基體+方塊狀方塊狀SnSb+針狀針狀 Cu3Sn 9課堂使用 鉛基軸承合金鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不 如錫基軸承合金，但其成本低，有自潤(rùn)滑性；如錫基軸承合金，但其成本低，有自潤(rùn)滑性；僅適僅適 于低速、低負(fù)荷或靜載下中負(fù)荷的軸承。于低速、低負(fù)荷或靜載下中負(fù)荷的軸承。 l常用于低速常用于低速、 低載條件下低載條件下 工作的設(shè)備工作的設(shè)備, 如汽車(chē)、拖如汽車(chē)、拖 拉機(jī)曲軸的拉機(jī)曲軸的 軸承等。軸承等。 內(nèi)燃機(jī)軸瓦內(nèi)燃機(jī)軸瓦 10課堂使用 鉛基軸承合金分為兩類(lèi)鉛基軸承合金分為兩類(lèi): 一類(lèi)是成分簡(jiǎn)單的一類(lèi)是成

8、分簡(jiǎn)單的Pb-Sb合金（添加有銅）和合金（添加有銅）和Pb-Ca- Na合金合金； 另一類(lèi)是成分復(fù)雜的，在另一類(lèi)是成分復(fù)雜的，在Pb-Sb-Sn基礎(chǔ)上添加銅、基礎(chǔ)上添加銅、 鎳、鎘、砷等元素的合金鎳、鎘、砷等元素的合金。 在在Pb-Sb合金中，銻含量大于合金中，銻含量大于11.2%時(shí)，為初生時(shí)，為初生相和相和 共晶體（共晶體（+）所組成。）所組成。 相的硬度約相的硬度約30（HB），起），起 硬質(zhì)點(diǎn)的作用；共晶體的硬度約硬質(zhì)點(diǎn)的作用；共晶體的硬度約78（HB)，為軟基，為軟基 體。體。 11課堂使用 合金合金ChPbSb17-1中含中含17%Sb及及11.5%Cu，其組織，其組織 由由初生初生

9、Sb+金屬間化合物金屬間化合物Cu2Sb+共晶體（共晶體（ +）組組 成，如右圖所示。成，如右圖所示。 此合金的強(qiáng)度、硬此合金的強(qiáng)度、硬 度都很低，只適用度都很低，只適用 于工作溫度低于于工作溫度低于 60，且受力較小，且受力較小， 又不太重要的軸承。又不太重要的軸承。 ChPbSb17-1合金的顯微組織，亮色塊合金的顯微組織，亮色塊 狀為狀為 （Sb）晶體，亮色長(zhǎng)針為化合物）晶體，亮色長(zhǎng)針為化合物 Cu2Sb，基體為共晶體，基體為共晶體( + ) 12課堂使用 為了提高為了提高Pb-Sb系合金的強(qiáng)度和耐磨性，可加入系合金的強(qiáng)度和耐磨性，可加入 517%Sn。 錫既能溶入鉛中，強(qiáng)化基體的錫既能

10、溶入鉛中，強(qiáng)化基體的固溶體，又能形成固溶體，又能形成 金屬化合物金屬化合物SbSn作為硬質(zhì)點(diǎn)，從而提高合金的硬作為硬質(zhì)點(diǎn)，從而提高合金的硬 度、耐磨性。度、耐磨性。 加錫還能加錫還能改善軸承合金的抗腐蝕性及與鋼襯墊的改善軸承合金的抗腐蝕性及與鋼襯墊的 粘合能力。粘合能力。 13課堂使用 鉛基軸承合金中鉛基軸承合金中加鎳可提高合金的韌性和耐磨性；加鎳可提高合金的韌性和耐磨性； 加砷和鎘加砷和鎘能細(xì)化合金組織，提高合金的強(qiáng)度。能細(xì)化合金組織，提高合金的強(qiáng)度。 采用控制澆注溫度（約采用控制澆注溫度（約330350）和加快冷卻速）和加快冷卻速 度的方法獲得均勻細(xì)小的組織，以提高性能。度的方法獲得均勻細(xì)

11、小的組織，以提高性能。 在錫基和鉛基合金中，以錫基性能最好，簡(jiǎn)單在錫基和鉛基合金中，以錫基性能最好，簡(jiǎn)單Pb- Sb合金性能最差，復(fù)雜合金性能最差，復(fù)雜Pb-Sb-Sn合金性能居中。合金性能居中。 14課堂使用 幾種常用的錫基、鉛基軸承合金的成分和性能如下幾種常用的錫基、鉛基軸承合金的成分和性能如下 表：表： 15課堂使用 銅合金中常用作軸承的合金有錫青銅、鋁青銅、銅合金中常用作軸承的合金有錫青銅、鋁青銅、 鉛青銅和銻青銅。鉛青銅和銻青銅。 3、銅基軸承合金、銅基軸承合金鉛青銅、銻青銅鉛青銅、銻青銅 （1）鉛青銅）鉛青銅以鉛為主加元素的銅合金。以鉛為主加元素的銅合金。 這種青銅具有這種青銅具有

12、較高的導(dǎo)熱性較高的導(dǎo)熱性（較錫青銅大四倍）、（較錫青銅大四倍）、 良好的耐磨性和較高的疲勞強(qiáng)度，并能在較高溫良好的耐磨性和較高的疲勞強(qiáng)度，并能在較高溫 度（度（300320）下工作。）下工作。 16課堂使用 鉛青銅是機(jī)械制造和航空工業(yè)上應(yīng)用最廣，而且鉛青銅是機(jī)械制造和航空工業(yè)上應(yīng)用最廣，而且 性能優(yōu)良的軸承材料。性能優(yōu)良的軸承材料。 軸承用鉛青銅軸承用鉛青銅按成分分為兩類(lèi)，按成分分為兩類(lèi)，一類(lèi)是含一類(lèi)是含3045% 鉛的二元鉛青銅，另一類(lèi)是加入鎳和錫的多元鉛鉛的二元鉛青銅，另一類(lèi)是加入鎳和錫的多元鉛 青銅。青銅。 簡(jiǎn)單鉛青銅簡(jiǎn)單鉛青銅的強(qiáng)度較低，可澆鑄在鋼管或薄壁鋼的強(qiáng)度較低，可澆鑄在鋼管或薄

13、壁鋼 板上制成雙金屬軸承使用，使鋼的強(qiáng)度和鉛青銅板上制成雙金屬軸承使用，使鋼的強(qiáng)度和鉛青銅 的耐磨性很好結(jié)合起來(lái)。鉛青銅和鋼套能結(jié)合的的耐磨性很好結(jié)合起來(lái)。鉛青銅和鋼套能結(jié)合的 很好，不易剝落和開(kāi)裂。很好，不易剝落和開(kāi)裂。 17課堂使用 多元鉛青銅中加入的多元鉛青銅中加入的錫和鎳錫和鎳都溶入以銅為基體的都溶入以銅為基體的 固溶體中，提高合金的機(jī)械性能和抗腐蝕性能。固溶體中，提高合金的機(jī)械性能和抗腐蝕性能。 多元鉛青銅的強(qiáng)度較高，用作軸承時(shí)，可不用鋼多元鉛青銅的強(qiáng)度較高，用作軸承時(shí)，可不用鋼 背。背。 常用鉛青銅的成分、性能見(jiàn)下表：常用鉛青銅的成分、性能見(jiàn)下表： 18課堂使用 （2）銻青銅）銻青銅 銅和銻的銅基合金稱(chēng)為銅和銻的銅基合金稱(chēng)為銻青銅銻青銅 銻青銅具有較高的減磨性和良好的切削加工性能。銻青銅具有較高的減磨性和良好的切削加工性能。 鑄造性能較好，有很好的抗蝕性。鑄造性能較好，有很好的抗蝕性。 常用銻青銅的成分、性能如下表：常用銻青銅的成分、性能如下表： 19課堂使用 4、鋁基軸承合金、鋁基軸承合金（鋁銻鎂、鋁錫系）（鋁銻鎂、鋁錫系） 鋁基