滑动轴承是指支承轴和其他转动或摆动零件的支承件。它是由轴承体和轴瓦两部分构成的。轴瓦可以直接由耐磨合金制成,也可在铜体上浇铸一层耐磨合金内衬制成。用来制造轴瓦及其内衬的合金,称为轴承合金。
☆ 具有良好的减摩性 良好的减摩性应综合体现以下性能:
①摩擦系数低。
②磨合性(跑合性)好 磨合性是指在不长的工作时间后,轴承与轴能自动吻合,使载荷均匀作用在工作面上,避免局部磨损。
③抗咬合性好 这是指摩擦条件不良时,轴承材料不致与轴粘着或焊合。
☆ 具有足够的力学性能 滑动轴承合金要有较高的抗压强度和疲劳强度,并能抵抗冲击和振动。
☆ 滑动轴承合金还应具有良好的导热性、小的热膨胀系数、良好的耐蚀性和铸造性能。
为满足上述要求,轴承合金的成分和组织应具备如下特点。
☆ 轴承材料基体应与钢铁互溶性小 因轴颈材料多为钢铁,为减少轴瓦与轴颈的粘着性和擦伤性,轴承材料的基体应采用对钢铁互溶性小的金属,即与金属铁的晶体类型、晶格常数、电化学性能等差别大的金属,如锡、铅、铝、铜、锌等。
☆ 轴承合金组织应软硬兼备 金相组织应由多个相组成,如软基体上分布着硬质点,或硬基体上嵌镶软颗粒。
滑动轴承的材料主要是有色金属。常用的有锡基轴承合金、铅基轴承合金、铜基轴承合金、铝基轴承合金等。
轴承合金牌号表示方法为“Z”(“铸”字汉语拼音的字首)+基体元素与主加元素的化学符号+主加元素的含量(质量分数×100)+辅加元素的化学符号+辅加元素的含量(质量分数×100)。
例如:
ZSnSb8Cu4为铸造锡基轴承合金,主加元素锑的质量分数为8%,辅加元素铜的质量分数为4%,余量为锡。
ZPbSb15Sn5为铸造铅基轴承合金,主加元素锑的质量分数为15%,辅加元素锡的质量分数为5%,余量为铅。
锡基轴承合金与铅基轴承合金(巴氏合金)
☆ 锡基轴承合金(锡基巴氏合金)它是以锡为基体元素,加入锑、铜等元素组成的合金。
☆ 铅基轴承合金(铅基巴氏合金) 它是铅-锑为基体的合金。加入锡能形成SnSb硬质点,并能大量溶入铅中而强化基体,故可提高铅基合金的强度和耐磨性。
铜基轴承合金
有许多种铸造青铜和铸造黄铜均可用作轴承合金,其中应用最多的是锡青铜和铅青铜。
铅青铜中常用的有ZCuPb30,铅含量wPb=30%,其余为铜。铅不溶于铜中,其室温显微组织为Cu+Pb,铜为硬基体,颗粒状铅为软质点,是硬基体上分布软质点的轴承合金,这类合金可以制造承受高速、重载的重要轴承,如航空发动机、高速柴油机等轴承。
锡青铜中常用ZCuSn10P1,其成分为wSn=10%,wP =1%,其余为wCu。室温组织为α+δ+Cu3P, α固溶体为软基体,δ相及Cu3P为硬质点,该合金硬度高,适合制造高速、重载的汽轮机、压缩机等机械上的轴承。
铝基轴承合金
按化学成分可分为:
1、铝锡系(Al-20%Sn-1%Cu)、
2、铝锑系(Al-4%Sb-0.5%Mg)
3、铝石墨系(Al-8Si合金基体+3%~6%石墨)三类。
铝锡系铝基轴承合金具有疲劳强度高、耐热性和耐磨性良好等优点,因此适宜制造高速、重载条件下工作的轴承。
铝锑系铝基轴承合金适用于载荷不超过20MPa、滑动线速度不大于10m/s工作条件下的轴承。铝石墨系轴承合金具有优良的自润滑作用和减震作用以及耐高温性能,适用于制造活塞和机床主轴的轴承。