㈠ 轴承合金的轴承合金的发展历程
轴承合金是摩擦系数小的合金材料。人们习惯于把用于制造滑动轴承(轴瓦)的有色合金材料称为减摩合金或滑动轴承合金。 锡青铜是人类应用最早的合金,至今已有约4000年的历史。它具有耐腐蚀、耐磨损,有较好的力学性能和工艺性能,具有焊接和钎焊冲击时不产生火花的特性;人类对锡青铜用作饥配顷减摩零件和滑动轴承使用,可以追溯到18世纪中叶的工业革命时期。
最早提出轴承合金概念的是美国人巴比特 (I.Babbitt),1839年巴比特发明了锡基合金和铅基合金用于制造滑动轴承,称锡基减摩合金和铅基减摩合金为巴氏合金。后来业内人士通常称用于制造滑动轴承的铜基减摩合金和巴氏合金为轴承合金。
铜基减摩合金、锡基减摩合金和铅基减摩合金等滑动轴承合金也被当今业内称为传统减摩合金。 1930年“二战”前夕,德国为了解决铜资源紧缺和高成本的问题,开始寻找锡青铜、铅黄铜及巴氏合金的替代品,启动了新一代滑动轴承合金的研究。
1935年,德国经过近五年的研究,发现铸造锌基合金和铸造铝基合金的力学性能和减摩性能均可以超过铜基合金和巴氏合金。
1938年德国成功地使用铸造锌基合金替代锡青铜、铝青铜和使用铸造铝基合金替代了巴氏合金等用来制造轴瓦(套)产品,而且装备到军事坦克和汽车中并取得良好的效果。
1939-1943年“二战”期间,德国铸造锌基合金和铸造铝基合金的年使用总量由7800吨猛增到49000吨,这一变化引起了国际铅锌组织的高度关注和重视。
1959年,国际铅锌组织成员单位联合启动了一项科研计划,命名为“LONG-S PLAN”,其宗旨是研发一种比铜基合金和巴氏合金的性能更高、使用寿命更长的新一代减摩合金,在该计划中将此研烂陆发中的减摩合金称之为long-s metal。
1961-1963年间,国际铅锌组织成员单位率先研制出铝基long-s metal减摩合金,牌号分别为AS7、AS12、AS20等。铝基合金AS7、AS12首先被应用在汽车上替代了传统的铜基合金轴瓦,使汽车的高速性能得到了很大提高,促进了汽车工业快速发展;在此之后铝基合金AS20又在大、中型电动机、汽轮机、水轮机、工业泵、鼓风机、压缩机等高速、中低载荷的工况下得到了应用,替代了传统的巴氏合金,促进了装备制造业的快速发展。
上世纪70年代初期,加拿大Norand Mines Limied研究中心与美国Zastern公司合作,研制出锌基long-s metal减摩合金ZA8、ZA12、ZA27等,并将ZA27减摩合金应用在轧钢机、压力机、齿轮箱、磨煤机、空调、精密机床等低速、重载的工作场合,全面替代了传统的铜基合金减摩材料。
新一代long-s metal减摩合金的问世受到国际上广大用户的极大关注,许多工业发达国家都在long-s metal研发上投入更多的人力、物力,仅美国就有数十家公司开发long-s metal铝基、锌基等系列减摩合金。
由于long-s metal具有优良的减摩性、较好的经济性,在制造业领域迅速得到推广并全面替代铜基合金、巴氏合金等传统减摩合金,具有很强的市场竞争力。
后来人们卖梁称long-s metal轴承合金为新型减摩合金。
美国Zastern公司技术顾问Mr.Bess在其介绍“LONG-S PLAN”文章中指出:研制经济型long-s metal减摩合金的目的,不仅仅是要在传统轴承合金能够胜任的场合替代它们,更重要的是通过long-s技术,使long-s metal应用于铜基合金和巴氏合金在强度、耐磨性不能满足要求的场合。
据Mr.Bess当时的预测:“long-s metal减摩合金在近期会有一个很大的发展,其生产规模和销售市场将迅速扩大,二十一世纪将是long-s metal的全盛时期。” 缘于新型long-s metal与传统的巴氏合金皆可用于制造滑动轴承,而且制造成本远远低于巴氏合金,故long-s metal被国内音译为“龙氏合金”,业内称long-s metal为新型减摩合金,更多人习惯称之为新型轴承合金。
1982年,国家铸造技术的归口单位沈阳铸造研究所,引进了美国ASTM B791-1979标准中long-s metal ZA27锌基合金,经过近二年的消化吸收,开发出了国产锌基ZA27新型轴承合金,国家标准代号为ZA27-2,标志了我国新型减摩合金的发展拉开了序幕。
1985年,由时任辽宁省副省长陈淑芝女士的倡导和沈阳铸造研究所有关领导的大力支持下,成立了由沈阳铸造研究所的技术精英组成的沈阳轴瓦材料研究所,专门从事引进国外先进的long-s metal技术,以推动国内“龙氏合金”技术的发展及推广。
1991年,沈阳轴瓦材料研究所首先在锌基ZA27-2合金的基础上,研究开发了高铝锌基ZA303合金材料,解决了ZA27-2低温脆性等缺点,并与当年通过了沈阳市科学技术委员会科学技术成果鉴定,自此“龙氏合金”技术在国内各大高等院校和科研单位进行大范围的扩散和技术交流,推动了我国“龙氏合金”的快速发展。 1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生,该会议正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
1999年,纳米技术走向市场,基于纳米技术的产品全球年总营业额高达到500亿美元;一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点;德国专门建立纳米技术研究网;美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心;中国也将纳米科技列为中国的“973计划”。
2001年,源自纳米技术所衍生出来的一个技术分支---微纳米应用技术。发达国家的微纳米应用技术在基础材料领域已经得到应用并取得了惊人的成果,尤其是应用微纳米技术制造出的许多微晶合金材料,正在对人类产生深远影响,已彻底改变了人们的思维方式。
微晶合金是一种合金晶粒细化至微米级的合金材料,具有这种超微晶粒的合金可以实现在某一特殊方面表现出极其优异的综合机械性能、超强的尺寸稳定性和耐磨性。
2005年,中国微米纳米技术学会正式成立,标志着我国的微纳米应用技术起步。
中国微米纳米技术学会会员单位的科研人员将微纳米技术应用在特种减摩合金材料领域,先后开发出了为满足某些单项性能有特殊需求的微晶合金材料,如航空发动机用轻体镁基微晶合金、耐高温的镍基微晶合金、要求高度可靠性的银基微晶合金等。特种微晶轴承材料不仅填补了减摩材料国内的空白,而且从材料的单项性能方面保持了与世界微晶合金技术的同步发展。
2009年,中科院沈阳金属研究所、中科院沈阳铸造研究所、东北大学、沈阳理工大学等微纳米技术应用研究领域的专家们,开展产学研联合攻关;研发出一整套微合金化处理及低温急冷等联合熔铸工艺技术(俗称三次熔炼工艺法),实现了经济型微晶合金的制备;目前已有四种经济型微晶合金材料在国内已经实现了批量生产,其中包括具有超低减摩系数的微晶合金LZA3805,具有较大PV值特性的微晶合金LZA4008,具有超耐磨特性的微晶合金LZA4205,具有良好抗冲击特性的微晶合金LZA4510等。微晶合金可以满足单项性能特殊要求的特性,是区别于传统普通减摩合金的重要标志,为装备制造业实现减摩材料的定制化生产,满足了设备制造的个性化需求,为实现装备制造的高效率、高精度、高可靠性、低成本等方面提供了有力的保障。
2010年,采用微晶合金制造的轴瓦、轴套、蜗轮、滑板、丝母等系列减摩产品,已经成功地在锻压设备制造行业、数控机床制造行业、减变速机制造行业、重型矿山设备制造行业、工程机械制造行业中得到了应用。
微晶合金产品以其高可靠性及稳定性成功替代传统减摩合金和新型减摩合金产品,取得了良好的社会效益和巨大的经济效益,标志我国轴承合金进入了微晶合金时代!
㈡ 轴承合金是什么
巴氏合金(包括锡基轴承合金和铅基轴承合金)是最广为人知的轴承材料,由美国人巴比特发明而得名,因其呈白色,又称白合金,其应用可以追溯到工业革命时代。具有减摩特性的锡基巴氏合金和铅基巴氏合金是唯一适合相对于低硬度轴转动的材料,与其它轴承材料相比,具有更好的适应性和压入性,广泛用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机,以及其它矿山机械和大型旋转机械等。巴氏合金的主要成分是锡、铅、锑、铜。其中锑和铜,用以提高合金强度和硬度。在实际使用过程中,巴氏合金可简单地分为三类:高锡合金、高铅合金和中间合金(合金中锡和铅均占有重要比例)。在所有这些合金系中,锑和铜均作为重要的合金化元素和硬化元素,而且其结构是由硬的、弥散于软基质中的金属间化合物组成。
巴氏合金的组织特点是,在软相基体上均匀分布着硬相质点,软相基体使巴氏合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性,并在磨合后,软基体内凹,硬质点外凸,使滑动面之间形成微小间隙,成为贮油空间和润滑油通道,利于减摩;上凸的硬质点起支承作用,有利于承载。
巴氏合金除制造滑动轴承外,因其质地软、强度低,常将其丝或粉喷涂在钢等基体上制成轴瓦使用。为防止成分偏析和细化晶粒,还常加入少量的砷。
按国家标准,巴氏合金可以分为锡基合金和铅基合金两种。铅基合金的强度和硬度比锡基合金低,耐蚀性也差。所以客户在使用巴氏合金的时候,通常选用锡基合金,其常用的牌号有11-6、8-4、8-8等。尽管铅基合金的性能没有锡基合金好,但是有许多客户仍然选择使用,因为它使用起来比较经济,其常用的牌号有16-16-2、15-5等。
宜兴市环宇轴瓦制造有限公司——专业制造各类巴氏合金轴瓦
㈢ 轴承最常用的材质有哪些国内哪些厂家的锻件比较好
轴承常用的材质有金属类轴承合金、铜合金、铝基合金、灰铸铁,非金属石墨、橡胶、木材的。
金属类
(1)轴承合金(通称巴氏合金或白合金)
轴承合金是锡、铅、锑、铜的合金,它以锡或铅作基体,其内含有锑锡(Sb-Sn)、铜锡(Cu-Sn)的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用,软基体则增加材料的塑性。轴承合金适用于重载、中高速场合,价格较贵。
(2)铜合金
铜合金具有较高的强度,较好的减摩性和耐磨性。青铜的性能比黄铜好,是最常用的材料。青铜有锡青铜、铅青铜和铝青铜等几种,其中锡青铜的减摩性最好,应用较广。但锡青铜比轴承合金硬度高,磨合性及嵌入性差,适用于重载及中速场合。铅青铜抗粘附能力强,适用于高速、重载轴承。铝青铜的强度及硬度较高,抗粘附能力较差,适用于低速、重载轴承。
(3)铝基合金
铝基轴承合金有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度,摩擦性能亦较好。这些品质使铝基合金在部分领域取代了较贵的轴承合金和青铜。铝基合金可以制成单金属零件(如轴套、轴承等),也可制成双金属零件,双金属轴瓦以铝基合金为轴承衬,以钢作衬背。
(4)灰铸铁及耐磨铸铁
普通灰铁或加有镍、铬 、钛等合金成分的耐磨灰铸铁,或者球墨铸铁,都可以用作轴承材料。这类材料中的片状或球状石墨在材料表面上覆盖后,可以形成一层起润滑作用的石墨层,故具有一定的减摩性和耐磨性。由于铸铁性脆、磨合性差,故只适用于轻载低速和不受冲击载荷的场合。
非金属类
碳-石墨可作为不良环境中的轴承材料,其中石墨含量愈多,材料愈软,摩擦系数愈小。可在碳-石墨材料中加入金属、聚四氟乙烯或二硫化钼组分,也可以浸渍液体润滑剂。碳-石墨轴承具有自润性,它的自润性和减摩性取决于吸附的水蒸气量。碳-石墨和含有碳氢化合物的润滑剂有亲和力,加入润滑剂有助于提高其边界润滑性能。此外,它还可以做水润滑的轴承材料。
橡胶主要用于以水做润滑剂且环境较脏污之处。
木材具有多孔质结构,可用填充剂来改善其性能。填充聚合物能提高木材的尺寸稳定性和减少吸湿量,并提高强度。采用木材制成的轴承,可在灰尘极多的条件下工作。
㈣ 轴承合金应具有哪些性能
轴承合金一般指滑动轴承合金,用来制造滑动轴承的轴瓦或内衬。轴承是支承着轴进行工作的,当轴转动时,轴瓦与轴发生强烈摩擦,并承受轴颈传给的周期性载荷。因此轴承合金应具有以下性能:
(1)足够的强度和硬度,以承受轴颈较大的单位压力;
(2)足够的塑性和韧性,高的疲劳强度,以承受周期性载荷,抵抗冲击和振动;
(3)良好的磨合性能,使与轴能较快地紧密配合;
(4)高耐磨性,与轴摩擦系数小,并能存储润滑油,减少磨损;
(5)良好的耐蚀性、导热性,较小的热膨胀系数,防止摩擦时发生咬合。
轴瓦不能选高硬度金属,以免轴颈磨损:也不能选软金属,防止承载能力过低。故轴承合金要既硬又软。组织特点是软基体上分布硬质点,或硬基体上分布软质点。前者运转时基体承受磨损而凹陷,硬质点将凸出于基体,使轴与轴瓦接触面减小,而凹坑可存储润滑油,从而降低轴与轴瓦问摩擦系数,减少轴与轴瓦磨损。另外,软基体承受冲击和振动,使轴与轴瓦能很好结合,并可嵌藏外来小硬物,以免擦伤轴颈,但不能承受高负荷。软基体是以锡基、铅基为主的轴承合金。
轴承合金组织为硬基体上分布软质点时,也可达到类似目的,特点是能承受高速高负荷。
㈤ 滑动轴承的制造材料
1) 金属材料,如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等
轴承合金:轴承合金又称白合金,主要是锡、铅、锑或其它金属的合金,由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好,故适用于重载、高速情况下,轴承合金的强度较小,价格较贵,使用时必须浇铸在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上,形成较薄的涂层。
2) 多孔质金属材料(粉末冶金材料)
多孔质金属材料:多孔质金属是一种粉末材料,它具有多孔组织,若将其浸在润滑油中,使微孔中充满润滑油,变成了含油轴承,具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小,只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。
3) 非金属材料
轴承塑料:常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等,塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性,可用油和水润滑,也有自润滑性能,但导热性差。
滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚而“咬死”,所以在设计轴承时,应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,合适的润滑剂并采用合适的供应方法,改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。
1、瓦面腐蚀:光谱分析发现有色金属元素浓度异常;谱中出现了许多有色金属成分的亚微米级磨损颗粒;润滑油水分超标、酸值超标。
2、轴颈表面腐蚀:光谱分析发现铁元素浓度异常,铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒,润滑油水分超标或酸值超标。
3、轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒,金属表面存在回火色。
4、 瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常,铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒, 润滑油水分及酸值异常。
5、轴承表面拉伤:铁谱中发现有切削磨粒,磨粒成分为有色金属。
6、瓦面剥落:铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。
7、轴承烧瓦:铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。
8、轴承磨损:由于轴的金属特性(硬度高,退让性差)等原因,易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等状况。
漆锈的预防:漆锈的特点是在一个密封式电机,一开始电机听起来不错,但在一段时间的仓库,电动机变得非常不正常的声音,除去轴承严重生锈。许多制造商将被视为前轴承的问题,主要的问题是,出的绝缘漆挥发酸在一定的温度,湿度金属的腐蚀与防护,腐蚀性物质的形成,渠道滑动轴承造成腐蚀损坏。滑动轴承寿命是制造,组装,使用密切相关,必须使每一个环节,才能使国家运作的最好的轴承,从而延长轴承的使用寿命。1、部分企业在生产涂装机轴承的过程中没有严格按清洗防锈规程和油封防锈包装的要求对加工过程中的涂装机轴承零件和装配后的涂装机轴承成品进行防锈处理。如套圈在周转过程中周转时间太长,外圈外圆接触有腐蚀性的液体或气体等。2、部分企业在生产中使用的防锈润滑油、清洗煤油等产品的质量达不到工艺技术规定的要求。3、由于涂装机轴承钢价格一降再降,从而造成涂装机轴承钢材质逐渐下滑。如钢材中非金属杂质含量偏高(钢材中硫含量的升高使材料自身抗锈蚀性能下降),金相组织偏差等。现生产企业所用的涂装机轴承钢来源较杂,钢材质量更是鱼龙混珠。4、部分企业的环境条件较差,空气中有害物含量高,周转场地太小,难以进行有效的防锈处理。再加上天气炎热,生产工人违反防锈规程等现象也不乏存在。5、一些企业的防锈纸、尼龙纸(袋)和塑料筒等涂装机滑动轴承包装材料不符合滚动涂装机轴承油封防锈包装的要求也是造成锈蚀的因素之一。6、部分企业涂装机滑动轴承套圈的车削余量和磨削余量偏小,外圆上的氧化皮、脱碳层未能完全去除也是原因之一。
㈥ 轴承合金又称巴式合金,它有什么材料组成
1、巴氏合金是广为人知的轴承材料,由美国人巴比特发明而得名。按国家标准,巴氏合金可以分为锡基合金和铅基合金两种。铅基合金的强度和硬度比锡基合金低,耐蚀性也差。所以客户在使用巴氏合金的时候,通常选用锡基合金。锡基巴氏合金的代表成分为:锑3~15%,铜2~6%,镉<1%,锡余量,常用的牌号有ZChSnSb11-6、ZChSnSb8-4、ZChSnSb8-8等。
2、尽管铅基合金的性能没有锡基合金好,但仍有许多客户使用它,因为它比较经济,其常用的牌号有ZChPbSb16-16-2、ZChPbSb1-16-1等。
3、巴氏合金的组织特点是,在软相基体上均匀分布着硬质点和软质点,在磨合后,软基体内凹,硬质点外凸,使滑动面之间形成微小间隙,成为贮油空间和润滑油通道,利于减摩;上凸的硬质点起支承作用,有利于承载。
㈦ 如何选择轴承材料
(1)锡基轴承合金
锡基轴承合金是以锡为基础,加入锑、铜等元素组成的合金。其优点是具有良好的塑性、导热性和耐蚀性,而且摩擦系数和膨胀系数小,适合于制作重要轴承,如汽轮机、发动机和压气机等大型机器的高速轴瓦。缺点是疲劳强度低,工作温度较低(不高于150℃),这种轴承合金价最较贵。
(2)铅基轴承合金
是以铅为基体,加入锑、锡、铜等合金元素组成的合金。铅基轴承合金的强度、硬度、导热性和耐蚀性均比锡基轴承合金低,而且摩擦系数较大,但价格便宜。适合于制造中、低载荷的轴瓦,如汽车、拖拉机曲轴轴承、铁路车辆轴承等。
(3)铜基轴承合金
铜基轴承合金通常有锡青铜与铅青铜。
铜基轴承合金具有高的疲劳强度和承载能力,优良的耐磨性,良好的导热性,摩擦系数低,能在250℃以下正常工作。适合于制造高速、重载下工作的轴承,如高速柴油机、航空发动机轴承等。常用牌号是ZCuSn10P1、ZCuPb30。
常用的国产LTHAl65-6-4-3-1黄铜和日本的JISCAC304C黄铜。实验证明,国产的这个比日本的性能好,特别耐磨。
(4)3、铝基轴承合金
铝基轴承合金是以铝为基础,加入锡等元素组成的合金。这种合金的优点是导热性、耐蚀性、疲劳强度和高温强度均高,而且价格便宜。缺点是膨胀系数较大,抗咬合性差。目前以高锡铝基轴承合金应用最广泛。适合于制造高速(13m/s)、重载(3200MPa)的发动机轴承。常用牌号为ZAlSn6Cu1Ni1。
㈧ 轴承合金又称巴氏合金他是锡铝锑铜合金对吗
轴承合金是制造轴承用的合金的总称。对轴承材料,要求与轴表面的摩擦系数小,轴颈的磨损少,而能承受足够大的比压。常用的有巴氏合金、青铜、铸铁等。
巴氏合金(Babbitt
metal),一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金。有锡基、铅基、镉基三个系列。锡基巴氏合金的代表成分(质量分数)为:锑3%~15%,铜2%~6%,镉<1%,锡余量。