工程材料 项目9 非铁金属及硬质合金 项目9 非铁金属及硬质合金.ppt

2．铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 铅基轴承合金是以铅锑为基础，加入锡、铜等元素组成的合金。显微组织与锡基轴承合金的相似，但软基体是（α+β）共晶体（硬度7~8HBS），其中α相是锑溶于铅中所形成的固溶体，β相是以化合物SnSb为基的含铅固溶体。硬质点是白色方块状的先晶β相（硬度30HBS）和白色针状或星状的化合物Cu2Sb。 铅基轴承合金的强度、硬度、韧性都比锡基轴承合金低，而且摩擦系数大，但价格便宜，一般只适于制造承受中等载荷作用的中速轴承，如汽车、拖拉机中的曲轴轴承及电动机轴承等。常用锡基与铅基轴承合金的牌号、力学性能及用途举例见表9–10。 无论是锡基还是铅基轴承合金，强度都比较低，不能承受很大的压力。因此，需将其镶铸在08钢制作的轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，来发挥轴承合金的作用。这种工艺方法称为“挂衬”，挂衬后形成双金属轴承。 表9–10 常用锡基与铅基轴承合金的牌号、力学性能及用途 类别 牌号 铸造方法 硬度 HBS 用 途 举 例 锡基轴承合金 ZSnSb8Cu4 金属型铸造 24 大型机器轴承、汽车发动机轴承等 ZSnSb11Cu6 27 蒸汽机、涡轮机、涡轮泵及内燃机中的高速轴承等 铅基轴承合金 ZPbSb15Sn5 20 低速、轻压力机械轴承 ZPbSb16Sn16Cu2 30 工作温度低于120℃、无明显冲击载荷作用的高速轴承，如汽车和拖拉机中曲轴轴承、电动机轴承、起重机轴承、重载荷推力轴承等 3．铜基轴承合金 常用的铜基轴承合金是铅青铜，适宜制造高速、重载荷下工作的轴承，如航空发动机、高速柴油机及其它高速机器中的主轴承等。铅青铜也需挂衬处理，制成双金属轴承后使用。另外，锡青铜也是常用的轴承合金。可用于制造中等速度及受较大固定载荷作用的轴承，如电动机、水泵、金属切削机床中的轴承。 4．铝基轴承合金 铝基轴承合金是以铝为基础，加入锡、锑、铜等元素组成的合金。它是20世纪60年代发展起来的一种新型减摩材料，其特点是原料丰富，价格便宜，导热性好，疲劳强度与高温硬度较高，耐腐蚀性好，能承受较大压力与速度。但它的线膨胀系数较大，抗咬合性较低。常用的铝基轴承合金主要有铝锑镁轴承合金和铝锡轴承合金两种，其中高锡铝基轴承合金应用最广。目前已在汽车、拖拉机、内燃机车上推广使用。 铝基轴承合金也需要在08钢制作的轴瓦上挂衬，由于它与钢的粘结性较差，须先将其与纯铝箔轧制成双金属板，然后再与08钢一起轧制，形成由钢、铝、高锡铝基轴承合金组成的三金属轴承。 5．珠光体灰铸铁 珠光体灰铸铁也是常用的滑动轴承制作材料，它的显微组织是由硬基体（珠光体）和软质点（石墨）组成，石墨还可以起润滑的作用。铸铁轴承可以承受较大的压力，价格便宜，但摩擦系数较大，导热性较低，故只适于制造低速的不重要轴承。 第五节 硬质合金 随着现代工业的飞速发展，切削速度不断提高，因此，机械加工对工具材料提出了更高的要求。 一、粉末冶金工艺简介 硬质合金是以一种或几种难熔金属的碳化物，如碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）等粉末为主要成分，加入起粘结作用的金属（Co）粉末，经粉末冶金工艺方法处理后所获得的合金材料。粉末冶金是指用金属粉末或金属与非金属粉末的混合物作原料，经压制成形后烧结，以获得金属零件和金属材料的一种工艺方法。粉末冶金的工艺过程一般包括以下几个工序： 1．制粉 2．筛分与混合 3．压制成形 4．烧结 5．后处理 二、硬质合金的性能特点 硬质合金具有高硬度、高热硬性、高耐磨性的特点，硬质合金刀具的切削速度比高速工具钢高4~10倍，使用寿命可提高5~8倍。硬质合金的抗压强度高，但抗弯强度低，韧性较差。另外，硬质合金具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性，热膨胀系数低，导热性差，切削加工困难。因此，硬质合金主要用于制造刀具、冷作模具、量具及耐磨零件等。 三、常用硬质合金 1．钨钴类硬质合金：它的主要成分为碳化钨和钴。其牌号用“硬”、“钴”二字汉语拼音的字首Y、G加数字表示，数字表示钴的质量分数。 2．钨钴钛类硬质合金：它的主要成分为碳化钨、碳化钛和钴。其牌号用“硬”、“钛”二字汉语拼音的字首Y、T加数字表示，数字表示碳化钛的质量分数。钨钴类硬质合金刀具适合加工脆性材料（如铸铁等），而钨钴钛类硬质合金刀具适合加工韧性材料（如低碳钢等）。 3．通用硬质合金：它是以碳化钽或碳化铌取代钨钴钛类硬质合金中的一部分碳化钛制成的。其特点是抗弯强度高，常用来加工不锈钢、耐热钢、高锰钢等难加工的金属材料。 表9–11 常用硬质合金的牌号、化学成分及力学性能 类 别 牌 号