轴承合金（课堂PPT）

1、1第六章第六章 轴承合金轴承合金一一 组织性能要求组织性能要求二二 常用轴承合金常用轴承合金2第六章第六章 轴承合金轴承合金 制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑 作用的重要部件，由轴承体作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组成。和轴瓦两部分组成。l与滚动轴承相比滑动轴承具与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳，有承载面积大，工作平稳，无噪音及拆装方便等优点。无噪音及拆装方便等优点。 3轴承与轴的理想配合示意图轴承与轴的理想配合示意图1轴；2轴承；

2、3润滑油；4硬质点；5基体4 一、组织性能要求一、组织性能要求 当轴高速旋转时，轴瓦与轴颈发生强烈摩擦，承受当轴高速旋转时，轴瓦与轴颈发生强烈摩擦，承受轴颈施加的交变载荷和冲击力。轴颈施加的交变载荷和冲击力。 对轴承合金的性能要求：对轴承合金的性能要求： 足够的强韧性，足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷以承受轴颈施加的交变冲击载荷. 较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以，以防止轴与轴瓦之间咬合。防止轴与轴瓦之间咬合。 较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。少轴颈

3、磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。5 为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点. 当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油 和轴与轴瓦间的磨合，而和轴与轴瓦间的磨合，而硬的质点硬的质点 (基体基体)则支撑着则支撑着轴颈，起承载和耐磨作用轴颈，起承载和耐磨作用.l软基体软基体 (或质点或质点)还能起嵌还能起嵌藏外来硬杂质颗粒的作用藏

4、外来硬杂质颗粒的作用, 以避免擦伤轴颈。以避免擦伤轴颈。 6二、常用轴承合金二、常用轴承合金l工业上常用的是锡基工业上常用的是锡基、铅基轴承合金铅基轴承合金, 又称又称巴氏合金巴氏合金。l锡基轴承合金锡基轴承合金的优点是工艺性好、膨胀系数小、导电的优点是工艺性好、膨胀系数小、导电性和抗蚀性比铅基轴承合金高性和抗蚀性比铅基轴承合金高;l轴承合金的牌号以轴承合金的牌号以“承承”字汉语拼音字汉语拼音Ch开头，牌号开头，牌号前冠以前冠以“Z”,表示是铸造合金。如含有表示是铸造合金。如含有Sb11和和 Cu6的锡基轴承合金牌号为的锡基轴承合金牌号为“ChSnSb11-6”。7 1、锡基轴承合金、锡基轴承

5、合金 是以锡为主并加入少是以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成量锑、铜等元素组成的合金，熔点较低，的合金，熔点较低，是软基体硬质点组织是软基体硬质点组织类型的轴承合金。类型的轴承合金。l典型牌号为典型牌号为ZchSnSb11-6。l(其组织为其组织为 基体基体+白亮块状白亮块状SnSb+星状星状Cu3Sn)ZchSnSb11-6合金的显微组织合金的显微组织 8 锡基轴承合金具有锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，热膨胀系数小，但但疲劳强度较低，工疲劳强度较低，工作温度不超过作温度不超过 150 ，价格高。，

6、价格高。巴氏合金轴瓦巴氏合金轴瓦l广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。机等大型机器的高速轴瓦。 92、铅基轴承合金、铅基轴承合金 是以铅为主加入少量是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元素的锑、锡、铜等元素的合金，也是软基体硬合金，也是软基体硬质点型轴承合金。质点型轴承合金。 典型牌号为典型牌号为ZchPbSb16-16-2。ZchPbSb16-16-2合金的显微组织合金的显微组织( + )共晶基体共晶基体+方块状方块状SnSb+针状针状Cu3Sn 10 铅基轴承合金铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不的强度、硬度、

7、耐蚀性和导热性都不如锡基轴承合金，但其成本低，有自润滑性；如锡基轴承合金，但其成本低，有自润滑性；仅适仅适于低速、低负荷或静载下中负荷的轴承。于低速、低负荷或静载下中负荷的轴承。l常用于低速常用于低速、低载条件下低载条件下工作的设备工作的设备,如汽车、拖如汽车、拖拉机曲轴的拉机曲轴的轴承等。轴承等。 内燃机轴瓦内燃机轴瓦11铅基轴承合金分为两类铅基轴承合金分为两类:一类是成分简单的一类是成分简单的Pb-Sb合金（添加有铜）和合金（添加有铜）和Pb-Ca-Na合金合金；另一类是成分复杂的，在另一类是成分复杂的，在Pb-Sb-Sn基础上添加铜、基础上添加铜、镍、镉、砷等元素的合金镍、镉、砷等元素的

8、合金。在在Pb-Sb合金中，锑含量大于合金中，锑含量大于11.2%时，为初生时，为初生相和相和共晶体（共晶体（+）所组成。）所组成。 相的硬度约相的硬度约30（HB），起），起硬质点的作用；共晶体的硬度约硬质点的作用；共晶体的硬度约78（HB)，为软基，为软基体。体。12 合金合金ChPbSb17-1中含中含17%Sb及及11.5%Cu，其组织，其组织由由初生初生Sb+金属间化合物金属间化合物Cu2Sb+共晶体（共晶体（ +）组组成，如右图所示。成，如右图所示。 此合金的强度、硬此合金的强度、硬度都很低，只适用度都很低，只适用于工作温度低于于工作温度低于60，且受力较小，且受力较小，又不太重要

9、的轴承。又不太重要的轴承。ChPbSb17-1合金的显微组织，亮色块合金的显微组织，亮色块状为状为 （Sb）晶体，亮色长针为化合物）晶体，亮色长针为化合物Cu2Sb，基体为共晶体，基体为共晶体( + )13 为了提高为了提高Pb-Sb系合金的强度和耐磨性，可加入系合金的强度和耐磨性，可加入517%Sn。 锡既能溶入铅中，强化基体的锡既能溶入铅中，强化基体的固溶体，又能形成固溶体，又能形成金属化合物金属化合物SbSn作为硬质点，从而提高合金的硬作为硬质点，从而提高合金的硬度、耐磨性。度、耐磨性。 加锡还能加锡还能改善轴承合金的抗腐蚀性及与钢衬垫的改善轴承合金的抗腐蚀性及与钢衬垫的粘合能力。粘合能

10、力。14 铅基轴承合金中铅基轴承合金中加镍可提高合金的韧性和耐磨性；加镍可提高合金的韧性和耐磨性； 加砷和镉加砷和镉能细化合金组织，提高合金的强度。能细化合金组织，提高合金的强度。 采用控制浇注温度（约采用控制浇注温度（约330350）和加快冷却速）和加快冷却速度的方法获得均匀细小的组织，以提高性能。度的方法获得均匀细小的组织，以提高性能。 在锡基和铅基合金中，以锡基性能最好，简单在锡基和铅基合金中，以锡基性能最好，简单Pb-Sb合金性能最差，复杂合金性能最差，复杂Pb-Sb-Sn合金性能居中。合金性能居中。15 几种常用的锡基、铅基轴承合金的成分和性能如下几种常用的锡基、铅基轴承合金的成分和

11、性能如下表：表：16 铜合金中常用作轴承的合金有锡青铜、铝青铜、铜合金中常用作轴承的合金有锡青铜、铝青铜、铅青铜和锑青铜。铅青铜和锑青铜。 3、铜基轴承合金、铜基轴承合金铅青铜、锑青铜铅青铜、锑青铜 （1）铅青铜）铅青铜以铅为主加元素的铜合金。以铅为主加元素的铜合金。 这种青铜具有这种青铜具有较高的导热性较高的导热性（较锡青铜大四倍）、（较锡青铜大四倍）、良好的耐磨性和较高的疲劳强度，并能在较高温良好的耐磨性和较高的疲劳强度，并能在较高温度（度（300320）下工作。）下工作。17 铅青铜是机械制造和航空工业上应用最广，而且铅青铜是机械制造和航空工业上应用最广，而且性能优良的轴承材料。性能优良

12、的轴承材料。 轴承用铅青铜轴承用铅青铜按成分分为两类，按成分分为两类，一类是含一类是含3045%铅的二元铅青铜，另一类是加入镍和锡的多元铅铅的二元铅青铜，另一类是加入镍和锡的多元铅青铜。青铜。 简单铅青铜简单铅青铜的强度较低，可浇铸在钢管或薄壁钢的强度较低，可浇铸在钢管或薄壁钢板上制成双金属轴承使用，使钢的强度和铅青铜板上制成双金属轴承使用，使钢的强度和铅青铜的耐磨性很好结合起来。铅青铜和钢套能结合的的耐磨性很好结合起来。铅青铜和钢套能结合的很好，不易剥落和开裂。很好，不易剥落和开裂。18 多元铅青铜中加入的多元铅青铜中加入的锡和镍锡和镍都溶入以铜为基体的都溶入以铜为基体的固溶体中，提高合金的机械性能和抗腐蚀性能。固溶体中，提高合金的机械性能和抗腐蚀性能。 多元铅青铜的强度较高，用作轴承时，可不用钢多元铅青铜的强度较高，用作轴承时，可不用钢背。背。 常用铅青铜的成分、性能见下表：常用铅青铜的成分、性能见下表：19（2）锑青铜）锑青铜 铜和锑的铜基合金称为铜和锑的铜基合金称为锑青铜锑青铜 锑青铜具有较高的减磨性和良好的切削加工性能。锑青铜具有较高的减磨性和良好的切削加工性能。铸造性能较好，有很好的抗蚀性。铸造性能较好，有很好的抗蚀性。 常用锑青铜的成分、性能如下表：常用锑青铜的成分、性能如下表：204、铝基轴承合金、铝基轴承合金（铝锑镁、铝锡系）（铝锑镁、铝锡系） 铝基