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軸承材料的分類

軸承常用材料除軸承鋼之外可以分為金屬材料、多孔質金屬材料非金屬材料三大類型,而我們日常生活中最為常見的就是金屬材料—軸承鋼。

1、 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。金屬類材料又可以分為:


(1)軸承合金

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。

在所有軸承材料中,軸承合金的嵌入性及摩擦順應性最好,它的彈性模量和彈性極限都很低,很容易和軸頸磨合,也不易與軸頸發生咬粘。但軸承合金的強度也很低,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,是最常用的材料。

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最好,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。?

(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。



2、 非金屬材料


非金屬材料中應用最多的是各種塑料(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,它嚴格限制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。



3、 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。



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。

(來源:中國軸承工業協會)



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