8有色金属及其选用.ppt

滑动轴承：由轴承体和轴瓦组成，与轴直接接触的是轴瓦，为了提高轴瓦的强度和耐磨性，往往在钢质轴瓦的内侧浇铸或轧制一层薄而均匀的、耐磨的合金，用于制造滑动轴承内衬的耐磨合金称为轴承合金 轴瓦 ZChSnSb11-6轴承合金的显微组织 滑动轴承的结构与特点 滑动轴承的结构：轴瓦、轴承内衬 滑动轴承特点：与滚动轴承相比，承压面积大、工作平稳、无噪声、维修方便 各类轴瓦 轴承合金的性能要求 具有足够的抗压强度 具有较高的抗疲劳强度 与轴摩擦滑动时，有较小的摩擦系数、良好的相容性，即具有良好的减摩特性 有优良的导热性以及较小的膨胀系数，以免摩擦面的温度升高发生咬合而损坏轴颈和轴承 具有足够的塑性和韧性，以使轴承能承受轴施加的冲击和振动载荷 有良好的耐蚀性，能抗润滑油的腐蚀 容易制造，价格低廉。 组织特征要求 轴承材料通常要满足多种性能要求，都不能是纯金属或单相合金，必须配以软硬不同的多相合金 轴承合金的理想显微结构应是软相和硬相的结合 在软基体上分布硬颗粒：通常是软基体上均匀分布一定数量和大小的硬质点。 在硬基体上分布软质点：硬基体上分布一定数量和大小的软质点。 软基体上分布硬颗粒的轴承合金 当轴承运转时，软的基体被磨损而形成凹槽，硬的质点因抗磨而突出。 凹槽储存润滑油，改善润滑条件，减少轴承与轴颈的磨损；突出的硬点能支承轴颈，软质的基体能承受冲击和振动。 这样的组织能使轴承与轴颈很快的磨合，保证轴正常的运转。 即使偶尔有外来硬质点进入轴承，也能被压入软基体内，不致损伤轴颈。 这种轴承有良好的减摩性，但难以承受高的负荷。 润滑油空间 轴 硬质点 软基体 轴瓦 硬基体上分布软质点 与上面类似，这类组织也具有低的摩擦系数，而且能承受较高的负荷，但与前一种组织相比减摩性较差，轴承与轴不易磨合 轴承合金的分类及用途 常用的轴承合金按其化学成分可以分为锡基、铅基、铝基、铜基和铁基等数种，前两种锡基、铅基称为巴氏合金。 锡基轴承合金 铅基轴承合金 轴承合金的牌号 轴承合金一般在铸态下使用，其号为Z + 基本元素符号 + 主加元素符号 + 主加元素平均含量+辅加元素元素含量。“铸”、“承” 锡基轴承合金 锡基轴承合金是Sn为主并加入少量Sb、Cu等元素的合金，是一种软基体硬质点类型的轴承合金。 α相是Sb在Sn中的固溶体，为软基体，当Sb含量大于7.5%时合金中出现方块形β’相，为硬质点（Sb Sn化合物），由于β’相轻，易造成偏析，所以在合金中加入Cu，先形成Cu3Sn化合物的针状格架，以防止浇注时β’相上浮，有效地减少偏析。 同时Cu3Sn相的硬度比比β’相的高，也起硬质点的作用。 铅基轴承合金 铅基轴承合金的基本成分是铅和锑。 Pb-Sb合金在室温下的组织是由α和β两个相所组成。 α相是锑（Sb）溶于铅中的固溶体，很软，软基体，β相是铅溶于Sb中的固溶体，较硬。 但在实际应用中，通常中加入6～16%Sn，因为Sn既能溶于α相中提高合金的强度和硬度，又能形成SnSb硬质点，提高合金的耐磨性。 由于α相的比重大于β，容易造成比重偏析，所以有时还加入1～2%Cu，防比重偏析，同时有硬的Cu2Sb相形成，还能提高合金的耐磨性。 铜基轴承合金 铜基轴承合金：锡青铜、铝青铜、铅青铜、锑青铜，P161表8-24，P162表8-25， 表8-26， P163表8-27，表8-28 锡青铜轴承合金：耐磨性好，易加工，适用作较高载荷、中速条件下工作的轴承 铝青铜轴承合金：合金主要有α和β相，二者比例受温度影响，强度和硬度较高，耐磨性较高 铅青铜轴承合金：与巴氏合金相比，导热性和耐热性好，疲劳强度和承载能力高，耐磨性好，可在较高温度下工作，存在易产生偏析的缺点 锑青铜轴承合金：耐磨性和切削加工性能好 铝基轴承合金 铝基轴承合金：铝基低锡轴承合金、铝基高锡轴承合金、铝锑镁轴承合金，P164表8-29，表8-30 铝基低锡轴承合金：加一定量的Mg, Si, Ni等，力学性能比高锡的优良，适用作高速重载和中速中载的轴承 铝基高锡轴承合金：典型硬质基体＋软质点组织，耐磨性好，力学性能低，常与钢复合成双金属结构 铝锑镁轴承合金：典型软质基体＋硬质点组织，耐磨性和机械性能好，适用作轻载荷轴承 返回 返回 轴承合金选用 内燃机轴瓦 巴氏合金轴瓦 P165表8-31 9 选材原则和材料数据库、专家系统简介 材料选用的一般原则 使用性能原则：工作条件、失效分析、从构件使用性能要求提出对材料使用性能的要求 加工工艺性能原则 经济性原则 过程装备选材的特点分析 生产工艺特点分析：介质特性，工艺特性 过程装备特点分析 金属材料数据库及材料选用专家系统简介 数据库的构成与功能 国内外材料数据库简介 查询材料及性能数据的网址 材料选用专家系统的建立与功