軸承合金

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軸承合金用于制造滑動(dòng)軸承（軸瓦）的材料，通常附著于軸承座殼內(nèi)，起減摩作用，又稱軸瓦合金。最早的軸承合金是1839年美國人巴比特 (I.Babbitt)發(fā)明的錫基軸承合金(Sn-7.4Sb-3.7Cu),以及隨后研制成的鉛基合金,因此稱錫基和鉛基軸承合金為巴比特合金（或巴氏合金）。巴比特合金呈白色，又常稱“白合金” (white metal)。巴比特合金已發(fā)展到幾十個(gè)牌號(hào)，是各國廣為使用的軸承材料，相應(yīng)合金牌號(hào)的成分十分相近。中國的錫基軸承合金牌號(hào)用“Ch”符號(hào)表示。牌號(hào)前冠以“Z”,表示是鑄造合金。如含有Sbll％和 Cu6％的錫基軸承合金牌號(hào)為“ZChSnSb11-6”。 可作軸承材料的還有銅基合金、鋁基合金、銀基合金、鎳基合金、鎂基合金和鐵基合金等。在這些軸承材料中，銅基合金、鋁基合金使用最多。使用鋁基軸承合金時(shí)，通常是將鋁錫合金和鋼背軋?jiān)谝黄穑瞥呻p金屬應(yīng)用。即通常所說的鋼背輕金屬三層軸承。其他合金只在特殊情況下使用，如為減輕重量，有些航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鎂基合金作軸承；要求耐高溫，用鎳基合金作軸承；要求高度可靠性的機(jī)器，用銀基合金作軸承。用粉末冶金方法制成的燒結(jié)減摩材料，也越來越多地用來制作軸承。常用軸承合金的成分、性能和用途見表。軸承合金應(yīng)具有如下性能：1.良好的減摩性能。要求由軸承合金制成的軸瓦與軸之間的摩擦系數(shù)要小，并有良好的可潤滑性能。2.有一定的抗壓強(qiáng)度和硬度。能承受轉(zhuǎn)動(dòng)著的軸施于的壓力；但硬度不宜過高，以免磨損軸頸。3.塑性和沖擊韌性良好。以便能承受振動(dòng)和沖擊載荷，使軸和軸承配合良好。4.表面性能好。即有良好的抗咬合性、順應(yīng)性和嵌藏性。5.有良好的導(dǎo)熱性、耐腐蝕性和小的熱脹系數(shù)。巴氏合金具有軟相基體和均勻分布的硬相質(zhì)點(diǎn)組成的組織。典型錫基軸承合金中,軟相基體為α 固溶體,硬相質(zhì)點(diǎn)是錫銻金屬間化合物(SnSb)。合金元素銅和錫形成星狀和條狀的金屬間化合物(Cu6Sn5)，可防止凝固過程中因最先結(jié)晶的硬相上浮而造成的比重偏析。巴氏合金具有較好的減摩性能。這是因?yàn)樵跈C(jī)器最初的運(yùn)轉(zhuǎn)階段,旋轉(zhuǎn)著的軸磨去軸承內(nèi)極薄的一層軟相基體以后,未被磨損的硬相質(zhì)點(diǎn)仍起著支承軸的作用。繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸與軸承之間形成連通的微縫隙（見圖）。微縫隙將作為潤滑油的通道，使軸和軸承保持良好潤滑狀態(tài)并產(chǎn)生減摩作用。巴氏合金的這種顯微組織，頗有典型意義。大多數(shù)巴氏軸承合金成分的構(gòu)成，都是以形成上述軟相基體和均勻分布的硬相質(zhì)點(diǎn)的顯微組織為目的。

常用滑動(dòng)軸承合金

1、錫基與鉛基軸承合金(又稱巴氏合金)

錫基軸承合金的表示方法與其它鑄造非鐵金屬的牌號(hào)表示方法相同，例如ZSnSb4Cu4表示含銻的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、含銅的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的錫基軸承合金。巴氏合金的價(jià)格較貴，且力學(xué)性能較低，通常是采用鑄造的方法將其鑲鑄在鋼（08鋼）的軸瓦上形成雙金屬軸承使用。

（1）錫基軸承合金   錫基軸承合金是以錫為基礎(chǔ)，加入銻、銅等元素組成的合金。其優(yōu)點(diǎn)是具有良好的塑性、導(dǎo)熱性和耐蝕性，而且摩擦系數(shù)和膨脹系數(shù)小，適合于制作重要軸承，如汽輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和壓氣機(jī)等大型機(jī)器的高速軸瓦。缺點(diǎn)是疲勞強(qiáng)度低，工作溫度較低（不高于150℃），這種軸承合金價(jià)最較貴。

鉛基軸承合金   是以鉛為基體，加入銻、錫、銅等合金元素組成的合金。鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、導(dǎo)熱性和耐蝕性均比錫基軸承合金低，而且摩擦系數(shù)較大，但價(jià)格便宜。適合于制造中、低載荷的軸瓦，如汽車、拖拉機(jī)曲軸軸承、鐵路車輛軸承等。