A. 轴承合金的性能
轴承合金应具有如下性能:①良好的减摩性能。要求由轴承合金制成的轴瓦与轴之间的摩擦系数要小,并有良好的可润滑性能②有一定的抗压强度和硬度能承受转动着的轴施于的压力;但硬度不宜过高,以免磨损轴颈。③塑性和冲击韧性良好。以便能承受振动和冲击载荷,使轴和轴承配合良好。④表面性能好。即有良好的抗咬合性、顺应性和嵌藏性。⑤有良好的导热性、耐腐蚀性和小的热胀系数。
巴氏合金具有软相基体和均匀分布的硬相质点组成的组织。典型锡基轴承合金中,软相基体为 固溶体,硬相质点是锡锑金属间化合物(SnSb)。合金元素铜和锡形成星状和条状的金属间化合物(CuSn),可防止凝固过程中因最先结晶的硬相上浮而造成的比重偏析。巴氏合金具有较好的减摩性能。这是因为在机器最初的运转阶段,旋转着的轴磨去轴承内极薄的一层软相基体以后,未被磨损的硬相质点仍起着支承轴的作用。继续运转时轴与轴承之间形成连通的微缝隙
B. 简要说明轴承合金的成分和特性
又称轴瓦合金。用于制造滑动轴承的材料。轴承合金的组织是在软相基体上均匀分布着硬相质点,或硬相基体上均匀分布着软相质点。轴承合金应具有如下性能:良好的耐磨性能和减磨性能;有一定的抗压强度和硬度,有足够的疲劳强度和承载能力;塑性和冲击韧性良好;具有良好的抗咬合性;良好的顺应性;好的嵌镶性;要有良好的导热性、耐蚀性和小的热膨胀系数。用于各类轴承材料。
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。常用的有巴比合金、青铜、铸铁等。[1]
用于制造滑动轴承(轴瓦)的材料,通常附着于轴承座壳内,起减摩作用,又称轴瓦合金。最早的轴承合金是1839年美国人巴比特(I.Babbitt)发明的锡基轴承合金(Sn-7.4Sb-3.7Cu),以及随后研制成的铅基合金,因此称锡基和铅基轴承合金为巴比特合金(或巴氏合金)。巴比特合金呈白色,又常称“白合金” (white metal)。巴比特合金已发展到几十个牌号,是各国广为使用的轴承材料,相应合金牌号的成分十分相近。中国的锡基轴承合金牌号用“Ch”符号表示。牌号前冠以“Z”,表示是铸造合金。如含有Sbll%和 Cu6%的锡基轴承合金牌号为“ZChSnSb11-6”。
轴承合金应具有如下性能:①良好的减摩性能。要求由轴承合金制成的轴瓦与轴之间的摩擦系数要小,并有良好的可润滑性能②有一定的抗压强度和硬度能承受转动着的轴施于的压力;但硬度不宜过高,以免磨损轴颈。③塑性和冲击韧性良好。以便能承受振动和冲击载荷,使轴和轴承配合良好。④表面性能好。即有良好的抗咬合性、顺应性和嵌藏性。⑤有良好的导热性、耐腐蚀性和小的热胀系数。[1]
巴氏合金具有软相基体和均匀分布的硬相质点组成的组织。典型锡基轴承合金中,软相基体为固溶体,硬相质点是锡锑金属间化合物(SnSb)。合金元素铜和锡形成星状和条状的金属间化合物(CuSn),可防止凝固过程中因最先结晶的硬相上浮而造成的比重偏析。巴氏合金具有较好的减摩性能。这是因为在机器最初的运转阶段,旋转着的轴磨去轴承内极薄的一层软相基体以后,未被磨损的硬相质点仍起着支承轴的作用。继续运转时轴与轴承之间形成连通的微缝隙
C. 铅基轴承合金与锡基轴承合金相比,有哪些优缺点
巴氏合金(指锡基和铅基轴承合金)在发电厂设备上应用较广泛。为了提高其疲劳强度和抗压度,从而延长其使用寿命,生产上常将其铸在钢质轴瓦上,形成一层薄而均匀的内衬,这也叫做双金属轴瓦。试验表明,在一定范围内轴承合金层越厚,其承载能力及疲劳强度都将提高。
1、锡锑轴承合金 ( 又称锡基轴承合金)
目前火电厂设备中。最常用的锡基轴承合金,其牌号是ZChSnSb11-6 其中“Z”代表“铸”,“Ch”代表轴承合金。“Sb11-6”表示主添加元素锑平均含量为11%, 辅加元素是Cu( 铜) 平均含量为 6%,余量是锡,其组织结构属于典型的软基体加硬质点的组织。
锡基轴承合金的特点:具有较小的线膨胀系数,较小的摩擦系数,较好的顺应性,抗咬合性,嵌藏性,具有良好的韧性耐腐蚀性和导热性,是轴承合金的优良品种,主要用于高速重载荷条件的设备。其缺点是疲劳强度较低、热强性较差。一般使用温度不得超过100℃,否则其强度硬度下降,使用寿命大大减小,基至发生局部熔化。
2、铅锑轴承合金 ( 又称铅基轴承合金)
目前发电厂设备中最常用的铅基轴承合金的牌号是ZChPbsb16-16-2,其中 “Z”代表 “ 铸 ”,“Ch” 代表轴承合金,“Sb16-16-12” 表示主添加元素Sb( 锑) 的平均含量为16%,元素 Sn( 锡) 的平均含量为16%,元素 Cu( 铜)的含量为2% 左右。铅基轴承合金的强度、硬度和耐磨性以及冲击韧性比锡基轴承合金低,较易磨损。因此,不适宜制造有激烈振动或冲击条件下工作的轴承,但其价格低廉所以应用也较多。
电厂设备中,如磨煤机、泵、风机等,中等负荷以上机械设备的轴承一般都用锡基轴承合金铸在轴瓦上。
D. 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。