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常用軸承材料特點及應用

作者: 發布時間:2020-04-02 瀏覽次數:64
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大家都知道有關軸承的材料,市場應用是多種類型的,而我們常見的軸承材料有三大類金屬材料、多孔質金屬材料、非金屬材料。


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金屬材料



軸承合金、青銅、鋁基合金、鋅基合金等都被成為金屬材料。其中,軸承合金又稱白合金,主要是鉛、錫、銻或其它金屬的合金,它可以在重載、高速等情況下,強度較小。其原因是因為它的特點,耐磨型好、塑性高、跑合性能好、導熱性好和抗膠和性好及與油的吸附性好。但是,由于它的價格較貴,所以,在使用時,必須澆筑在青銅、鋼帶或鑄鐵的軸瓦上,形成較薄的涂層。


(1)軸承合金(通稱巴氏合金或白合金)

軸承合金是錫、鉛、銻、銅的合金,它以錫或鉛作基體,其內含有銻錫(Sb-Sn)、銅錫(Cu-Sn)的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用,軟基體則增加材料的塑性。軸承合金的彈性模量和彈性極限都很低,在所有軸承材料中,它的嵌入性及摩擦順應性***好,很容易和軸頸磨合,也不易與軸頸發生咬粘。但軸承合金的強度很很低,不能單獨制作軸瓦,只能貼附在青銅、鋼或鑄鐵軸瓦上作軸承襯。軸承合金適用于重載、中高速場合,價格較貴。


(2)銅合金

銅合金具有較高的強度,較好的減摩性和耐磨性。青銅的性能比黃銅好,是***常用的材料。青銅有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅等幾種,其中錫青銅的減摩性***好,應用較廣。但錫青銅比軸承合金硬度高,磨合性及嵌入性差,適用于重載及中速場合。鉛青銅抗粘附能力強,適用于高速、重載軸承。鋁青銅的強度及硬度較高,抗粘附能力較差,適用于低速、重載軸承。


(3)鋁基合金

鋁基軸承合金有相當好的耐蝕性和較高的疲勞強度,摩擦性能亦較好。這些品質使鋁基合金在部分領域取代了較貴的軸承合金和青銅。鋁基合金可以制成單金屬零件(如軸套、軸承等),也可制成雙金屬零件,雙金屬軸瓦以鋁基合金為軸承襯,以鋼作襯背。?


(4)灰鑄鐵及耐磨鑄鐵

普通灰鐵或加有鎳、鉻 、鈦等合金成分的耐磨灰鑄鐵,或者球墨鑄鐵,都可以用作軸承材料。這類材料中的片狀或球狀石墨在材料表面上覆蓋后,可以形成一層起潤滑作用的石墨層,故具有一定的減摩性和耐磨性。此外,石墨能吸附碳氫化合物,有助于提高邊界潤滑性能,故采用灰鑄鐵作軸承材料時,應加潤滑油。由于鑄鐵性脆、磨合性差,故只適用于輕載低速和不受沖擊載荷的場合。



非金屬材料



非金屬材料中應用***多的是各種塑料(聚合物材料),如酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是:與許多化學物質不起反應,抗腐蝕能力特別強;具有一定的自潤滑性,可以在無潤滑條件下工作,在高溫條件下具有一定的潤滑能力;嵌入性好;減摩性及耐磨性都比較好。


選擇聚合物作軸承材料時,必須注意下述一些問題:由于聚合物的熱傳導能力只有鋼的百分之幾,因此,必須考慮摩擦熱的消散問題,它嚴格***著聚合物軸承的工作轉速及壓力值。又因聚合物的線脹系數比鋼大得多,因此,聚合物軸承與鋼制軸頸的間隙應該比金屬軸承的間隙大。此外,聚合物材料的強度和屈服極限較低,因而在裝配和工作時能承受的載荷有限。又由于聚合物材料在常溫條件下會出現蠕變現象,因而不宜用來制作間隙要求嚴格的軸承。


碳-石墨可作為不良環境中的軸承材料,其中石墨含量愈多,材料愈軟,摩擦系數愈小??稍谔迹牧现屑尤虢饘?、聚四氟乙烯或二硫化鉬組分,也可以浸漬液體潤滑劑。碳-石墨軸承具有自潤性,它的自潤性和減摩性取決于吸附的水蒸氣量。碳-石墨和含有碳氫化合物的潤滑劑有親和力,加入潤滑劑有助于提高其邊界潤滑性能。此外,它還可以作水潤滑的軸承材料。


橡膠主要用于以水作潤滑劑且環境較臟污之處。


木材具有多孔質結構,可用填充劑來改善其性能。填充聚合物能提高木材的尺寸穩定性和減少吸濕量,并提高強度。采用木材制成的軸承,可在灰塵極多的條件下工作。



多孔質金屬材料



這是用不同金屬粉末經壓制、燒結而成的軸承材料。這種材料是多孔結構的,孔隙約占體積的10%~35%。使用前先把軸瓦在熱油中浸漬數小時,使孔隙中充滿潤滑油,因而通常把這種材料制成的軸承叫含油軸承。


它具有自潤滑性。工作時,由于軸頸轉動的抽吸作用及軸承發熱時油的膨脹作用,油便進入摩擦表面間起潤滑作用;不工作時,因毛細管作用,油便被吸回到軸承內部,故在相當長時間內,即使不加潤滑油仍能很好地工作。如果定期給以供油,則使用效果更佳。但由于其韌性較小,故宜用于平穩無沖擊載荷及中低速度情況。常用的有多孔鐵和多孔質青銅。多孔鐵常用來制作磨粉機軸套、機床油泵襯套、內燃機凸輪軸襯套等。多


孔質青銅常用來制作電唱機、電風扇、紡織機械及汽車發電機的軸承。我國已有專門制造含油軸承的工廠,需要時可根據設計手冊選用。


粉末冶金材料是多孔質金屬是一種粉末材料,它具有多孔組織,若將其浸在潤滑油中,使微孔中充滿潤滑油,變成了含油軸承,具有自潤滑性能。多孔質金屬材料的韌性小,只適應于平穩的無沖擊載荷及中、小速度情況下。



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