滑动轴承材料
製造滑动轴承中与轴颈相配的轴瓦和轴承衬的材料。评价滑动轴承材料的主要项目有﹕抗压强度和抗疲劳强度﹔耐磨性﹔磨合性﹔防止与轴颈黏附的摩擦相容性﹔补偿滑动表面初始配合不良的顺应性﹔容许硬质颗粒嵌藏以减轻轴颈刮伤的嵌入性﹔导热性﹔耐蚀性﹔加工工艺性﹔价格等。但至今尚无一种轴承材料能够完全满足这些项目的要求﹐而且各项目又多彼此矛盾。例如﹐金属材料越软﹐则顺应性和嵌入性越好﹐但强度也越低﹐所以软金属材料只能作轴承衬用﹔硬度高的材料强度也高﹐但顺应性和嵌入性差﹐用这种材料製成的轴瓦要求轴与轴承的对中误差小。滑动轴承材料应根据载荷﹑速度﹑温度﹑润滑条件和寿命等因素进行选择。常用的滑动轴承材料有巴氏合金﹑铜基和铝基合金﹑耐磨铸铁﹑塑料﹑橡胶﹑木材和碳-石墨等。
巴氏合金 一种以锡﹑锑﹑铜为主要成分的低熔点合金﹐又称白合金﹑轴承合金。1839年美国人I.巴比特以这种合金获得美国专利。合金的基体是锡中溶有铜和锑的固溶体软组织﹐其中分布有锡铜锑化合物构成的硬颗粒。软组织具有良好的摩擦相容性﹑顺应性和嵌入性﹐硬颗粒具备一定的支承载荷的能力。巴氏合金强度低﹐只能作软钢﹑铸铁或青铜轴承的轴承衬用。后来﹐又出现以铅﹑锑﹑铜为主要成分的轴承合金。前一种称为锡基巴氏合金﹐后者称为铅基巴氏合金。锡基巴氏合金价格较高﹐主要用於高速重载的重要轴承和大型轴承。铅基巴氏合金的性能不如锡基合金﹐但价廉﹐应用较广﹐适用於中速﹑中载且载荷比较稳定的轴承。加入微量元素(如铬﹑鈹等)製造高强度巴氏合金﹐是新的发展方向。
铜基合金 用作滑动轴承材料的铜基合金主要有﹕以铜﹑锑为主要成分的黄铜﹔以铜﹑锡为主要成分的青铜﹔以及铜铅合金(又称铅青铜)。铜基合金强度高﹐导热性和耐磨性好﹐允许工作温度比巴氏合金高﹐但顺应性﹑嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金﹐可用作轴瓦或轴承衬材料。常用的含锡﹑磷的锡青铜﹐适用於中速重载或受衝击载荷的轴承﹔含锡﹑锌﹑铅的锡青铜﹐适用於中速中载的轴承﹔铅青铜承载能力大﹑疲劳强度高﹐适用於速度较高﹑受衝击载荷的轴承﹔铝青铜强度很高﹑耐蚀性好﹐适用於低速重载轴承。黄铜性能一般不如青铜﹐但价廉﹐主要用於低速轴承﹐但含锰﹑硅的黄铜性能优於锡青铜。
铝基合金 有铝锑镁合金﹑铝锡合金和铝硅合金。它们的抗压强度和抗疲劳强度较高﹐导热性和耐蚀性好﹐价廉﹐但其摩擦相容性﹑嵌入性和顺应性较差﹐广泛用於内燃机和压缩机轴承。
耐磨铸铁 价廉﹐但减摩性能差﹐只能用於低速轻载轴承。
塑料 常用的有酚醛树脂﹑尼龙﹑聚四氟乙烯和聚甲醛等。塑料轴承自润滑性能好﹑摩擦係数小﹑抗疲劳性能好﹑吸振能力强﹑耐蚀性和嵌入性好﹑能用水或乳化液润滑﹐并可节约有色金属。但塑料强度比金属低﹑耐热性差﹑导热率低﹑遇油或水有膨胀现象﹐设计时须取较大的轴承间隙。在塑料中加入某些填料如石墨﹑二硫化鉬﹑玻璃纤维等可降低摩擦係数和提高耐磨性﹔加入铜粉可提高导热率和强度。塑料轴承已在冶金﹑化工﹑纺织﹑食品﹑仪錶和造船等工业中使用。
橡胶 嵌入性和耐蚀性极好。橡胶轴承可用混有颗粒杂质的水作润滑剂﹐富有弹性﹐有消振作用﹐运转平稳﹐但导热性差﹐工作温度应低於70℃﹐否则容易老化。天然橡胶不耐油﹐需要油润滑的橡胶轴承应採用耐油橡胶。
木材 有自润滑性﹐成本低﹐耐蚀性好。木材製作的轴承可用於要求清洁卫生的食品机械﹑粮食加工机械等。其工作温度不得高於65℃。铁梨木﹑枫木和橡木等硬质木材都适於製作木轴承。
碳-石墨 自润滑性和耐蚀性极好﹐并能耐400℃高温﹐但强度差﹐需压装在钢套中使用。这种轴承可在不易润滑﹑不允许油臟污﹑温度较高或有腐蚀性的环境中使用。 |
