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轴承用什么材料轴承材料如何选用

2021-08-12 来源:济宁机械信息网

市面上轴承的品种很多,轴承的材料也千变万化,不同的材料带给轴承不同的性能,那么到底什么样轴承用什么样的材料?轴承的材料又有哪些?下面,下面小编就为大家介绍一下,请大家仔细阅读哦!

轴承一般用的是高碳钢GCr15,就是俗称的轴承钢。别的还有渗碳轴承钢、不锈轴承钢、耐高温轴承钢、中碳耐冲击轴承钢,现在最新型的轴承材料是陶瓷。

套圈及滚动体一般使用高碳铬钢。大部分的轴承,使用JIS钢种的SUJ2。大型轴承使用SUJ3。在进一步需要耐冲击的情况下,作为轴承材料使用铬钢,铬钼钢,镍铬钼钢,采用渗炭淬火,使钢从表面至适当的深度有一个硬化层。具有适当的硬化深度,细密的组织,合适硬度的表面及心部硬度的渗炭轴承,比使用轴承钢的轴承具有优良的耐冲击性。 一般进口轴承都实施了真空脱气处理,所以,所使用的材料清净度高,氧气含量少,质量好。同时彩了恰当的热处理,轴承的滚动疲劳寿命显著提高。 此外还有可用于大气污环境中工作轴承的不锈钢。用于特殊场合的陶瓷材料。还有耐热性优良的高速钢。 保持架 有冷轧钢,也有黄铜板,不锈钢板,碳素钢,此外还有合成树脂。 保持架材料的选择,重要的是考虑工作条件: 聚酰胺保持架不应用于温度高于120度低于-40度的场合;这种保持架不应用于真空中,因为它将因脱水而变脆! 黄铜保持架不应用于温度超过300度的场合;此种保持架也不适用于氨中,在为氨会引起黄铜季节性破裂。

常用轴承材料分三大类:金属材料、多孔质金属材料、非金属材料。

1、 金属材料

     

轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等都被成为金属材料。其中,轴承合金又称白合金,主要是铅、锡、锑或其它金属的合金,它可以在重载、高速等情况下,强度较小。其原因是因为它的特点,耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好。但是,由于它的价格较贵,所以,在使用时,必须浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上,形成较薄的涂层。

(1)轴承合金(通称巴氏合金或白合金)

轴承合金是锡、铅、锑、铜的合金,它以锡或铅作基体,其内含有锑锡(Sb-Sn)、铜锡(Cu-Sn)的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用,软基体则增加材料的塑性。轴承合金的弹性模量和弹性极限都很低,在所有轴承材料中,它的嵌入性及摩擦顺应性最好,很容易和轴颈磨合,也不易与轴颈发生咬粘。但轴承合金的强度很很低,不能单独制作轴瓦,只能贴附在青铜、钢或铸铁轴瓦上作轴承衬。轴承合金适用于重载、中高速场合,价格较贵。

(2)铜合金

铜合金具有较高的强度,较好的减摩性和耐磨性。青铜的性能比黄铜好,是最常用的材料。青铜有锡青铜、铅青铜和铝青铜等几种,其中锡青铜的减摩性最好,应用较广。但锡青铜比轴承合金硬度高,磨合性及嵌入性差,适用于重载及中速场合。铅青铜抗粘附能力强,适用于高速、重载轴承。铝青铜的强度及硬度较高,抗粘附能力较差,适用于低速、重载轴承。

(3)铝基合金

铝基轴承合金有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度,摩擦性能亦较好。这些品质使铝基合金在部分领域取代了较贵的轴承合金和青铜。铝基合金可以制成单金属零件(如轴套、轴承等),也可制成双金属零件,双金属轴瓦以铝基合金为轴承衬,以钢作衬背。 

(4)灰铸铁及耐磨铸铁

普通灰铁或加有镍、铬 、钛等合金成分的耐磨灰铸铁,或者球墨铸铁,都可以用作轴承材料。这类材料中的片状或球状石墨在材料表面上覆盖后,可以形成一层起润滑作用的石墨层,故具有一定的减摩性和耐磨性。此外,石墨能吸附碳氢化合物,有助于提高边界润滑性能,故采用灰铸铁作轴承材料时,应加润滑油。由于铸铁性脆、磨合性差,故只适用于轻载低速和不受冲击载荷的场合。

2、 非金属材料

非金属材料中应用最多的是各种塑料(聚合物材料),如酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是:与许多化学物质不起反应,抗腐蚀能力特别强;具有一定的自润滑性,可以在无润滑条件下工作,在高温条件下具有一定的润滑能力;嵌入性好;减摩性及耐磨性都比较好。

选择聚合物作轴承材料时,必须注意下述一些问题:由于聚合物的热传导能力只有钢的百分之几,因此,必须考虑摩擦热的消散问题,它严格限制着聚合物轴承的工作转速及压力值。又因聚合物的线胀系数比钢大得多,因此,聚合物轴承与钢制轴颈的间隙应该比金属轴承的间隙大。此外,聚合物材料的强度和屈服极限较低,因而在装配和工作时能承受的载荷有限。又由于聚合物材料在常温条件下会出现蠕变现象,因而不宜用来制作间隙要求严格的轴承。

碳-石墨可作为不良环境中的轴承材料,其中石墨含量愈多,材料愈软,摩擦系数愈小。可在碳-石墨材料中加入金属、聚四氟乙烯或二硫化钼组分,也可以浸渍液体润滑剂。碳-石墨轴承具有自润性,它的自润性和减摩性取决于吸附的水蒸气量。碳-石墨和含有碳氢化合物的润滑剂有亲和力,加入润滑剂有助于提高其边界润滑性能。此外,它还可以作水润滑的轴承材料。

橡胶主要用于以水作润滑剂且环境较脏污之处。

木材具有多孔质结构,可用填充剂来改善其性能。填充聚合物能提高木材的尺寸稳定性和减少吸湿量,并提高强度。采用木材制成的轴承,可在灰尘极多的条件下工作。

3、 多孔质金属材料

这是用不同金属粉末经压制、烧结而成的轴承材料。这种材料是多孔结构的,孔隙约占体积的10%~35%。使用前先把轴瓦在热油中浸渍数小时,使孔隙中充满润滑油,因而通常把这种材料制成的轴承叫含油轴承。它具有自润滑性。工作时,由于轴颈转动的抽吸作用及轴承发热时油的膨胀作用,油便进入摩擦表面间起润滑作用;不工作时,因毛细管作用,油便被吸回到轴承内部,故在相当长时间内,即使不加润滑油仍能很好地工作。如果定期给以供油,则使用效果更佳。但由于其韧性较小,故宜用于平稳无冲击载荷及中低速度情况。常用的有多孔铁和多孔质青铜。多孔铁常用来制作磨粉机轴套、机床油泵衬套、内燃机凸轮轴衬套等。多孔质青铜常用来制作电唱机、电风扇、纺织机械及汽车发电机的轴承。我国已有专门制造含油轴承的工厂,需要时可根据设计手册选用。

     

粉末冶金材料是多孔质金属是一种粉末材料,它具有多孔组织,若将其浸在润滑油中,使微孔中充满润滑油,变成了含油轴承,具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小,只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。

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