轴承合金用于制造滑动轴承中的轴瓦及轴承衬。当轴旋转时，轴瓦和轴发生强烈摩擦，并承受周期性载荷。由于轴的制造成本高，所以应首先考虑使轴的磨损最小，再尽量提高轴承的耐磨性。为此，滑动轴承合金应具备较高的抗压强度、疲劳强度、耐磨性，良好的磨合性，较小的摩擦系数，足够的塑性和韧性，良好的耐蚀性、导热性，较小的热膨胀系数和良好的工艺性。
轴承是用来支承轴进行工作的零件。机械设备中所用的轴承主要有滚动轴承和滑动轴承两大类，如图6-21所示。虽然滚动轴承应用广泛，但由于滑动轴承具有承压面大、工作平稳、无噪声、维修更换方便等优点，因此滑动轴承常用于重载、高速的场合，如磨床主轴轴承、连杆轴承、发动机轴承等。
图6-21 轴承类型
6.5.1 滑动轴承的性能与组织特征
1.滑动轴承的性能要求
（1）较高的抗压强度和疲劳强度，以承受轴颈施加的交变压力。
（2）高的耐磨性、良好的磨合性和小的摩擦系数，并能储存润滑油。
（3）良好的耐蚀性、较小的热膨胀系数，以防咬合。
（4）足够的塑性和韧性，以耐冲击和振动。
（5）良好的工艺性，且价格低廉。
2.滑动轴承的组织特征
为了满足上述性能要求，既不能选高硬度的金属，以免轴径受到磨损，也不能选用软的金属，以防止承载能力过低。故轴承合金的组织应当是软硬兼顾，常见的组织有以下两种。
（1）软基体上分布着硬质点的组织。
轴在旋转时，软的部分较快磨损而凹陷，而硬质点相应地突出。这使其接触面积大大减小，有利于保存润滑油，因而摩擦系数减小，摩擦和磨损减少。软基体还能承受冲击和振动，并使轴径和轴瓦很好地磨合。属于这一类组织的合金有锡基和铅基轴承合金（又称巴氏合金）。
（2）硬基体上分布着软质点的组织。
这种组织的合金摩擦系数低，能承受较大的载荷，但磨合性差。属于这一类组织的合金有铜基和铝基轴承合金。
6.5.2 常用轴承合金、牌号及应用
常用轴承合金，按其主要化学成分可分为锡基、铅基、铝基和铜基合金等。
轴承合金的牌号为“Z＋基体元素符号＋主加元素符号＋主加元素的质量分数＋辅助元素＋辅助元素的质量分数”，其中，“Z”是“铸”的汉语拼音首字母。例如，ZSnSb11Cu6表示锑的平均质量分数为11.0%、铜的平均质量分数为6%的锡基轴承合金，图6-22为巴氏合金轴瓦。
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图6-22 巴氏合金轴瓦
1.锡基轴承合金
锡基轴承合金（锡基巴氏合金）是Sn-Sb-Cu系合金，是一种在软基体分布硬质点的轴承合金，是以锑溶入锡中形成的固溶体为软基体，以锡与锑、锡与铜形成的化合物为硬质点组成的合金。常用的牌号有ZSnSb11Cu6、ZSnSb8Cu4、ZSnSb4Cu4等。
锡基轴承合金热膨胀系数小，磨合性良好，抗咬合性、嵌藏性、耐蚀性、导热性和浇注性能也很好。锡基轴承合金的缺点是疲劳强度及熔点较低，工作温度也较低（一般不大于150 °C），价格高。锡基轴承合金主要用于制作汽车、拖拉机、汽轮机的高速轴承。
2.铅基轴承合金
铅基轴承合金（铅基巴氏合金）为Pb-Sn-Cu系合金，是在Pb-Sb合金的基础上，加入锡、铜等元素形成的合金，铅基轴承合金的硬度、强度、韧性都比锡基轴承合金低，但摩擦系数较大，价格便宜，铸造性好。铅基轴承合金常用于制作低速、低载荷或中速、静载荷设备的轴承，其工作温度一般不超过120 °C。
常用的铅基轴承合金为ZPbSb16Sn16Cu2，表示锡的质量分数为15%～17%，锑的质量分数为15%～17%，铜的质量分数为1.5%～2.0%，余量为铅的铅基轴承合金。
铅基、锡基巴氏合金的强度都较低，为了提高巴氏合金的疲劳强度、承压能力和使用寿命，常通过挂衬工艺，即把它镶铸在钢的轴瓦（一般用08钢冲压成型）上形成薄而均匀的轴承衬，称为双金属轴承。
表6-9列举了常用的铅基及锡基轴承合金的牌号、化学成分及用途。
表6-9 常用轴承合金的牌号、化学成分及用途
3.铝基轴承合金
铝基轴承合金是以Al为基本元素，Sb或Sn等为主加元素的轴承合金。它具有密度小、导热性好、疲劳强度高和耐蚀性好等优点。铝基轴承合金原料丰富，价格便宜，广泛用于制造高速高载荷条件下工作的轴承。按化学成分将铝基轴承合金分为铝锡系、铝锑系和铝石墨系三类。
（1）铝锡系轴承合金是一种既有高疲劳强度，又有适当硬度、耐热性和良好耐磨性的轴承合金，在轧制成成品后，经退火使锡球化，获得在较硬的铝基体上弥散分布着较软的球状锡的组织。铝锡系轴承合金适用于制造高速、重载条件下工作的轴承。
（2）铝锑系轴承合金适用于载荷不超过2000 MPa、滑动线速度不大于10 m/s条件下工作的轴承。
（3）铝石墨系轴承合金具有优良的自润滑作用和减振作用以及耐高温性，适用于制造活塞和机床主轴的轴承。
铝基轴承合金的缺点是膨胀系数较大，抗咬合性低于巴氏合金。为此，常采用较大的轴承间隙，并采取降低轴与轴承表面的粗糙度值和镀锡的措施来改善其综合性，以减小启动时发生咬合的危险。
4.铜基轴承合金
铜基轴承合金是以Pb为基本合金元素的铜基合金，也称为铅青铜。由于固态下Pb不溶于Cu，所以铅青铜在室温时的组织是在硬基体铜上均匀分布着软的铅颗粒，极有利于保持润滑油膜，使合金具有优良的耐磨性，铅青铜比巴氏合金更能耐疲劳、抗冲击，承载能力也更强。
ZCuPb30是典型的铜基轴承合金，将ZCuPb30浇注在钢管或铜板上，形成一层薄而均匀的内衬，使钢的强度和减磨合金的耐磨性很好地结合起来。铅青铜与钢套的黏合性很好，使其承载能力好、疲劳强度好、导热性好、摩擦系数小，其工作温度可达250 °C。所以铜基轴承合金可用于制造高速、高载荷下的发动机轴承和其他高速重载轴承（如柴油机、汽轮机或航空发动机上的轴承）。
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