鉛基軸承合金巴氏合金說明介紹

簡介 鉛基軸承合金巴氏合金它是以鉛為基體元素加入錫、銻、銅等元素組成的合金，它也是一種軟基體硬質(zhì)點類型的軸承合金。加入錫能形成SnSb硬質(zhì)點，并能大量溶入鉛中而強(qiáng)化基體，故可提高鉛基合金的強(qiáng)度和耐磨性。加銅可形成Cu2Sb硬質(zhì)點，并防止比密度偏析。 鉛基軸承合金的強(qiáng)度、塑性、韌性及導(dǎo)熱性、耐蝕性均較錫基合金低，且摩擦因數(shù)較大，不適于制造在劇烈振動或沖擊條件下工作的軸承。但其價格便宜，故在工作中仍得到廣泛應(yīng)用。因此，鉛基軸承合金常用來制造承受中、低載荷的中速軸承。 無論是錫基還是鉛基軸承合金，它們的強(qiáng)度都比較低(Rm=60~90MPa)，不能承受大的壓力。在生產(chǎn)上經(jīng)常采用離心澆鑄法將其鑲鑄在鋼質(zhì)軸瓦上，形成一層薄且均勻的內(nèi)襯，這種工藝稱為“掛襯”。掛襯后就形成具有雙金屬層結(jié)構(gòu)的雙金屬軸承。 工作原理 軸承合金的結(jié)構(gòu)組織是在軟相基體上均勻分布著硬相質(zhì)點，或硬相基體上均勻分布著軟相質(zhì)點。軸承合金應(yīng)具有良好的耐磨性能和減磨性能；有一定的抗壓強(qiáng)度和硬度，有足夠的疲勞強(qiáng)度和承載能力；塑性和沖擊韌性良好；具有良好的抗咬合性；良好的順應(yīng)性；好的嵌鑲性；要有良好的導(dǎo)熱性、耐蝕性和小的熱膨脹系數(shù)。軸承材料，要求與軸表面的摩擦因數(shù)小，軸頸的磨損少，而能承受足夠大的比壓、脹系數(shù)小、良好的耐腐蝕等。對于一般性能的發(fā)動機(jī)，用高錫鋁合金制成的軸瓦，具有很高的性能價格比。因此它成了內(nèi)燃機(jī)軸瓦的主要材料之一。隨著科學(xué)技術(shù)和汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)動機(jī)的設(shè)計向“高速、高壓、大功率、低能耗”的方向發(fā)展，科研人員將微納米技術(shù)應(yīng)用在特種減摩合金材料領(lǐng)域，先后開發(fā)出了為滿足某些單項性能有特殊需求的微晶合金材料，特種微晶軸承材料不僅填補(bǔ)了減摩材料國內(nèi)的空白，而且從材料的單項性能方面保持了與世界微晶合金技術(shù)的同步發(fā)展。
技術(shù)參數(shù) 鉛基巴氏合金的性能不如錫基合金，但價廉、應(yīng)用較廣、適用于中速、中載且載荷比較穩(wěn)定的軸承。加入微量元素(如鉻、鈹?shù)?制造高強(qiáng)度巴氏合金，是新的發(fā)展方向。錫基軸承合金的表示方法與其他鑄造非鐵金屬的牌號表示方法相同，例如ZSnSb4Cu4表示含銻的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、含銅的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的錫基軸承合金。巴氏合金的價格較貴，且力學(xué)性能較低，通常是采用鑄造的方法將其鑲鑄在鋼（08鋼）的軸瓦上形成雙金屬軸承使用。
錫基軸承合金的缺點是疲勞強(qiáng)度低，許用溫度也較低(不高于150℃)，一旦潤滑條件不正常，軸承極易燒損，同時它的抗壓強(qiáng)度也不夠高，承受高轉(zhuǎn)速重負(fù)荷時易于損壞。由于錫較貴，條件允許的情況下，采用鉛基軸承代替錫基軸承合金。
選型原則 鉛基軸承合金也是一種軟基體硬質(zhì)點類型的軸承合金，加入銻、錫、銅等合金元素組成的合金。鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、導(dǎo)熱性和耐蝕性均比錫基軸承合金低，而且摩擦因數(shù)較大，但價格便宜。適合于制造中、低載荷的軸瓦，如汽車、拖拉機(jī)曲軸軸承、鐵路車輛軸承等。常用的鉛基軸承合金中軟基體是銻溶入鉛形成的固溶體(即α固溶體)和以化合物SnSb為基的含鉛固溶體(即β固溶體)所組成的共晶體( 即α＋β共晶體)。硬質(zhì)點是化合物SnSb和Cu3Sn。鉛基軸承合金的硬度、強(qiáng)度、韌性都比錫基軸承合金低，但摩檫系數(shù)較大，價格較便宜，鑄造性能好。鉛銻系的鉛基軸承合金應(yīng)用最廣，常用于制造承受低速、低負(fù)荷的軸承合金使用。如汽車、拖拉機(jī)的曲軸、連桿軸承及電動機(jī)軸承，但其工作溫度不能超過120℃。鉛基、錫基巴氏合金的強(qiáng)度都較低，需要把它鑲鑄在鋼的軸瓦(一般用08鋼沖壓成型)上，形成薄而均勻的內(nèi)襯，才能發(fā)揮作用。這種工藝稱為掛襯。

應(yīng)用案例 巴氏合金材料是制造軸瓦、軸套等零件的材料，這些零件是直接與軸或軸頸配合的摩擦偶件，滑動軸承材料必須具有良好的減摩性、耐磨性、嵌藏性、順應(yīng)性、耐腐蝕性及足夠的承載能力，以減小摩擦磨損，延長軸承的使用壽命。軸瓦用減摩性良好的滑動軸承材料制造，包括金屬材料（如銅合金、鋁合金和巴氏合金等）和非金屬材料（如塑料、石墨、橡膠和木材等）。有些減摩性較好的金屬材料強(qiáng)度低（如巴氏合金），只在材料強(qiáng)度較高的軸瓦表面上澆鑄一層，稱為軸承襯。支撐軸承襯的部分稱為軸承襯背，常用軟鋼、鑄鐵或青銅制造。為進(jìn)一步改善軸承襯表面性能，可在其表面鍍上減摩性更好的薄層金屬（如銦）。這樣由多層不同金屬材料制造的軸瓦稱為多層金屬軸瓦。內(nèi)孔形狀基本不受軸承座孔形狀影響的軸瓦稱為厚壁軸瓦；內(nèi)孔形狀主要取決于軸承座孔形狀的軸瓦稱為薄壁軸瓦。在內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)等大批量生產(chǎn)的機(jī)器中廣泛采用薄壁軸瓦。鉛基軸承合金是以鉛為主要元素，為提高硬度和強(qiáng)度加入少量的錫、銅、銻、常用牌號為zchpbsb16-16-2、20-15-1.5、10-15、15-5、1-16-1等。鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸合金，但其成本低，高溫強(qiáng)度好，有自潤滑性。常用于低速、低載條件下工作的設(shè)備，如汽車、拖拉機(jī)曲軸的軸承.軸瓦;粉碎機(jī)、風(fēng)機(jī)軸承.軸瓦;和電梯吊索具鋼絲繩緊固、機(jī)件空間充填等等。
抗壓強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性、磨合性、防止與軸頸黏附的摩擦相容性、補(bǔ)償滑動表面初始配合不良的順應(yīng)性、容許硬質(zhì)顆粒嵌藏以減輕軸頸刮傷的嵌入性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、加工工藝性、價格等。
設(shè)備結(jié)構(gòu) 巴氏合金主要使用于大型機(jī)械主軸的軸瓦、軸承、軸襯、軸套。如：水泥機(jī)械、鋼鐵機(jī)械、化工機(jī)械、造紙機(jī)械、石油機(jī)械、船舶機(jī)械、壓縮機(jī)械、煤礦機(jī)械、選礦設(shè)備等等，還可以用在大型機(jī)床上來取代黃銅，效果也很好。
巴氏合金與內(nèi)襯直接與軸頸配合使用，相互間有摩擦，而且還要承受交變載荷和沖擊載荷的作用。由于軸是機(jī)器上的重要零件，其制造工藝復(fù)雜，成本高，更換困難，為確保軸受到最小的磨損，軸瓦的硬度應(yīng)比軸頸低得多，必要時可更換被磨損的軸瓦而繼續(xù)使用軸。
巴氏合金應(yīng)有足夠的抗壓強(qiáng)度和抗疲勞性能；良好的減摩性（摩擦因數(shù)要?。?；良好的儲備潤滑油的功能；良好的磨合性；良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性；良好的工藝性能；使之制造容易，價格便宜。一種材料無法同時滿足上述性能要求，可將巴氏合金用鑄造的方法鑲鑄在08鋼的軸瓦上，制成雙金屬軸承。
鑄造錫基巴氏合金ZSnSb11Cu6固相點溫度為240℃，液相點溫度為370℃，其最高使用溫度不得超過100℃，摩擦系數(shù)在有油時為0.005，無油時為0.28

巴氏合金 軸承合金 鉛基軸承合金巴氏合金

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