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凸轮轴承的材料分析


[中华轴承网] 2019/11/18 作者:中华轴承网

凸轮轴承的金属材料:

金属材料常用的滑动轴承金属材料有轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨铸铁、铜基和铝基合金。

(1)轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)主要合金成分是锡、铅、锑、铜。锑、铜,用以提高合金强度和硬度。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ZSnSb11Cu6、ZSnSb8Cu4等。尽管铅基合金的性能没有锡基合金好,但是由于它比较经济,因此在满足要求的工况条件下仍然选择使用,其常用的牌号ZPbSb16Sn16Cu2等。然而,轴承合金元素的熔点大都较低,所以适合在150℃以下的工况。

(2)铜基合金具有较高的导热性,相对于钢具有更好的耐磨性。并且铜基合金具有很好的加工性和润滑性,它的内壁可以进行精加工,与轴光滑的面接触。用作滑动轴承材料的铜基合金主要有:以铜、锑为主要成分的黄铜;以铜、锡为主要成分的青铜;以及铜铅合金(又称铅青铜)。铜基合金强度高,导热性和耐磨性好,允许工作温度比巴氏合金高,但顺应性、嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金。常用的含锡、磷的锡青铜,适用于中速重载或受冲击载荷的轴承;含锡、锌、铅的锡青铜,适用于中速中载的轴承。

凸轮轴承的非金属材料:

(1)聚四氟乙烯:具有优良的自润滑性能和较高热稳定性能。其摩擦因数小,不吸水,不黏,不燃,可在-180~250℃的条件下使用。但也存在着线胀系数大,尺寸稳定性差,导热性差等缺点。为改善其性能,可用金属颗粒、纤维、石墨和无机物填充强化。

(2)石墨:是一种良好的自润滑材料,又因其易加工,且越磨越光滑,所以是轴承的优选材料。但其力学性能差,抗冲击和承受载荷能力差,只适用于轻载场合。为提高其力学性能,常用一些耐磨性能好的易熔金属进行浸渍处理。常用的浸渍材料有巴氏合金、铜合金以及锑合金等。浸巴氏合金石墨轴承允许使用温度为120~180℃,浸铜合金石墨轴承允用温度为300℃,浸锑合金石墨轴承允许的工作温度可达500℃。

(3)橡胶:是用弹性体的聚合物,具有良好的弹性和吸振性。但其导热性差,加工困难,许用使用温度在65℃以下,且需要循环水不断地润滑冷却,因此一般很少选用。

(4)硬质合金:具有硬度高,耐磨,强度和韧性较好,耐热,耐腐蚀等一系列优良性能,因此,用其加工的滑动轴承精度高,运行平稳,硬度高,强度好,经久耐用,但是价格昂贵。

(5)碳化硅:是一种人工合成的新型无机非金属材料。硬度次于金刚石,具有优良的耐化学腐蚀、耐磨、耐高温性能以及机械强度高,自润滑性能好,抗高温蠕变,摩擦因数小,热导率高,热膨胀系数低等特点,可广泛用于石油、冶金、化工、机械、航空航天以及核能等领域,常用作滑动轴承以及机械密封的摩擦副材料。大量试验表明,碳化硅是目前摩擦副中最优秀的材料,尤以无压烧结SiC和热压烧结SiC的性能最佳。

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标签:轴承材料

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