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常见的滑动轴承材料优化方案

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:常用滑动轴承合金有锡基、铅基、铜基、铝基滑动轴承合金。图10.18为锡基滑动轴承合金的显微组织。常用锡基滑动轴承合金有ZSnSb12Pb10Cu4、ZSnSb8Cu4、ZSnSb11Cu6、ZSnSb4Cu4等。图10.18锡基滑动轴承合金的显微组织铅基滑动轴承合金铅基滑动轴承合金是以Pb为基,加入Sb、Sn、Cu等元素组成的滑动轴承合金。铅基滑动轴承合金价格便宜,故应尽量用它来代替锡基滑动轴承合金。除上述滑动轴承合金外,灰铸铁也可以用于制造低速、不重要的滑动轴承合金。

常见的滑动轴承材料优化方案

常用滑动轴承合金有锡基、铅基、铜基、铝基滑动轴承合金。

(1)锡基滑动轴承合金(锡基巴氏合金

锡基滑动轴承合金是以Sn为基,加入Sb、Cn等元素组成的合金,锑能溶入锡中形成α固溶体,又能生成SnSb化合物,铜与锡也能生成Cu6Sn化合物。

图10.18为锡基滑动轴承合金的显微组织。图中暗色基体为α固溶体,作为软基体;白色方块为SnSb化合物,白色针状或星状的组织为Cu6Sn化合物,作为硬质点。

锡基滑动轴承合金具有适中的硬度、低的摩擦系数、较好的塑性和韧性、优良的导热性和耐蚀性,常用于制造重要的滑动轴承,如制造汽轮机发动机、压缩机等高速滑动轴承。由于锡是稀缺贵金属,成本较高,因此,其应用受到一定限制。常用锡基滑动轴承合金有ZSnSb12Pb10Cu4、ZSnSb8Cu4、ZSnSb11Cu6、ZSnSb4Cu4等。

图10.18 锡基滑动轴承合金的显微组织

(2)铅基滑动轴承合金(铅基巴氏合金)

铅基滑动轴承合金是以Pb为基,加入Sb、Sn、Cu等元素组成的滑动轴承合金。它的组织中软基体为共晶组织(α+β),硬质点是白色方块状的SnSb化合物及白色针状的Cu6Sn化合物。(www.xing528.com)

铅基滑动轴承合金的强度、硬度、韧性均低于锡基滑动轴承合金,摩擦系数较大,故只用于制造中等负荷的低速滑动轴承,如汽车、拖拉机中的曲轴滑动轴承和电动机、空压机、减速器中的滑动轴承等。

铅基滑动轴承合金价格便宜,故应尽量用它来代替锡基滑动轴承合金。常用铅基滑动轴承合金有ZPbSb16Sn16Cu2、ZPbSb15Sn10、ZPbSb15Sn5、ZPbSb10Sn6等。

(3)铜基滑动轴承合金(锡青铜和铅青铜)

铜基滑动轴承合金是指以铜合金作为滑动轴承材料的合金,如锡青铜、铅青铜、铝青铜、铍青铜、铝铁青铜等均可作为滑动轴承材料。

铜基滑动轴承合金是锡基滑动轴承合金的代用品。常用的铜基滑动轴承合金有ZCuPb30、ZCuSn10P、ZCuSn5Pb5Zn5等。其中ZCuPb30的ωPb=30%,铅和铜在固态时互不溶解,室温显微组织是Cu+Pb,Cu为硬基体,颗粒状Pb为软质点,是硬基体加软质点类型的滑动轴承合金,可以承受较大的压力。铅青铜具有良好的耐磨性、高导热性(是锡基滑动轴承合金的6倍)、高疲劳强度,并能在较高温度下(300~320℃)工作。广泛用于制造高速、重载荷下工作的滑动轴承,如航空发动机、大功率汽轮机、高速柴油机等机器的主滑动轴承和连杆滑动轴承。

(4)铝基滑动轴承合金

铝基滑动轴承合金是以Al为基体元素,加入Sb、Sn或Mg等合金元素形成的滑动轴承合金。与锡基、铅基滑动轴承合金相比,铝基滑动轴承合金具有原料丰富、价格低廉、导热性好、疲劳强度高和耐蚀性好等优点,而且能轧制成双金属,故广泛用于高速重载下工作的汽车、拖拉机及柴油机的滑动轴承。它的主要缺点是线膨胀系数较大,运转时易与轴咬合,尤其在冷起动时危险性更大。同时铝基滑动轴承合金硬度相对较高,轴易磨损,需相应提高轴的硬度。常用铝基滑动轴承合金有铝锑镁合金和铝锡合金,如高锡铝基滑动轴承合金ZAlSn6Cu1Ni1就是以Al为硬基体,粒状的Sn为软质点的铝基滑动轴承合金。

除上述滑动轴承合金外,灰铸铁也可以用于制造低速、不重要的滑动轴承合金。其组织中的钢基体为硬基体,石墨为软质点并起到一定的润滑作用。

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