軸承用什么材料 | 軸承材料如何選用
發(fā)布時(shí)間：2021-09-17 瀏覽：次
市面上軸承的品種很多，軸承的材料也千變?nèi)f化，不同的材料帶給軸承不同的性能，那么到底什么樣軸承用什么樣的材料？軸承的材料又有哪些？
承一般用的是高碳鋼GCr15，就是俗稱的軸承鋼。別的還有滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、耐高溫軸承鋼、中碳耐沖擊軸承鋼，現(xiàn)在較新型的軸承材料是陶瓷。
套圈及滾動(dòng)體一般使用高碳鉻鋼。大部分的軸承，使用JIS鋼種的SUJ2。大型軸承使用SUJ3。在進(jìn)一步需要耐沖擊的情況下，作為軸承材料使用鉻鋼，鉻鉬鋼，鎳鉻鉬鋼，采用滲炭淬火，使鋼從表面至適當(dāng)?shù)纳疃扔幸粋�(gè)硬化層。具有適當(dāng)?shù)挠不疃龋?xì)密的組織，合適硬度的表面及心部硬度的滲炭軸承，比使用軸承鋼的軸承具有優(yōu)良的耐沖擊性。 一般進(jìn)口軸承都實(shí)施了真空脫氣處理，所以，所使用的材料清凈度高，氧氣含量少，質(zhì)量好。同時(shí)彩了恰當(dāng)?shù)臒崽幚恚S承的滾動(dòng)疲勞壽命顯著提高。 此外還有可用于大氣污環(huán)境中工作軸承的不銹鋼。用于特殊場(chǎng)合的陶瓷材料。還有耐熱性優(yōu)良的高速鋼。 保持架 有冷軋鋼，也有黃銅板，不銹鋼板，碳素鋼，此外還有合成樹(shù)脂。 保持架材料的選擇，重要的是考慮工作條件： 聚酰胺保持架不應(yīng)用于溫度高于120度低于-40度的場(chǎng)合;這種保持架不應(yīng)用于真空中，因?yàn)樗鼘⒁蛎撍兇啵?黃銅保持架不應(yīng)用于溫度超過(guò)300度的場(chǎng)合;此種保持架也不適用于氨中，在為氨會(huì)引起黃銅季節(jié)性破裂。
常用軸承材料分三大類：金屬材料、多孔質(zhì)金屬材料、非金屬材料。
1、 金屬材料
軸承合金、青銅、鋁基合金、鋅基合金等都被成為金屬材料。其中，軸承合金又稱白合金，主要是鉛、錫、銻或其它金屬的合金，它可以在重載、高速等情況下，強(qiáng)度較小。其原因是因?yàn)樗奶攸c(diǎn)，耐磨型好、塑性高、跑合性能好、導(dǎo)熱性好和抗膠和性好及與油的吸附性好。但是，由于它的價(jià)格較貴，所以，在使用時(shí)，必須澆筑在青銅、鋼帶或鑄鐵的軸瓦上，形成較薄的涂層。
（1）軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）
軸承合金是錫、鉛、銻、銅的合金，它以錫或鉛作基體，其內(nèi)含有銻錫（Sb－Sn）、銅錫（Cu－Sn）的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，軟基體則增加材料的塑性。軸承合金的彈性模量和彈性極限都很低，在所有軸承材料中，它的嵌入性及摩擦順應(yīng)性較好，很容易和軸頸磨合，也不易與軸頸發(fā)生咬粘。但軸承合金的強(qiáng)度很很低，不能單獨(dú)制作軸瓦，只能貼附在青銅、鋼或鑄鐵軸瓦上作軸承襯。軸承合金適用于重載、中高速場(chǎng)合，價(jià)格較貴。
（2）銅合金
銅合金具有較高的強(qiáng)度，較好的減摩性和耐磨性。青銅的性能比黃銅好，是較常用的材料。青銅有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅等幾種，其中錫青銅的減摩性較好，應(yīng)用較廣。但錫青銅比軸承合金硬度高，磨合性及嵌入性差，適用于重載及中速場(chǎng)合。鉛青銅抗粘附能力強(qiáng)，適用于高速、重載軸承。鋁青銅的強(qiáng)度及硬度較高，抗粘附能力較差，適用于低速、重載軸承。
（3）鋁基合金
鋁基軸承合金有相當(dāng)好的耐蝕性和較高的疲勞強(qiáng)度，摩擦性能亦較好。這些品質(zhì)使鋁基合金在部分領(lǐng)域取代了較貴的軸承合金和青銅。鋁基合金可以制成單金屬零件（如軸套、軸承等），也可制成雙金屬零件，雙金屬軸瓦以鋁基合金為軸承襯，以鋼作襯背。
（4）灰鑄鐵及耐磨鑄鐵
普通灰鐵或加有鎳、鉻 、鈦等合金成分的耐磨灰鑄鐵，或者球墨鑄鐵，都可以用作軸承材料。這類材料中的片狀或球狀石墨在材料表面上覆蓋后，可以形成一層起潤(rùn)滑作用的石墨層，故具有一定的減摩性和耐磨性。此外，石墨能吸附碳?xì)浠衔铮兄谔岣哌吔鐫?rùn)滑性能，故采用灰鑄鐵作軸承材料時(shí)，應(yīng)加潤(rùn)滑油。由于鑄鐵性脆、磨合性差，故只適用于輕載低速和不受沖擊載荷的場(chǎng)合。
2、 非金屬材料
非金屬材料中應(yīng)用較多的是各種塑料（聚合物材料），如酚醛樹(shù)脂、尼龍、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是：與許多化學(xué)物質(zhì)不起反應(yīng)，抗腐蝕能力特別強(qiáng)；具有一定的自潤(rùn)滑性，可以在無(wú)潤(rùn)滑條件下工作，在高溫條件下具有一定的潤(rùn)滑能力；嵌入性好；減摩性及耐磨性都比較好。
選擇聚合物作軸承材料時(shí)，必須注意下述一些問(wèn)題：由于聚合物的熱傳導(dǎo)能力只有鋼的百分之幾，因此，必須考慮摩擦熱的消散問(wèn)題，它嚴(yán)格限制著聚合物軸承的工作轉(zhuǎn)速及壓力值。又因聚合物的線脹系數(shù)比鋼大得多，因此，聚合物軸承與鋼制軸頸的間隙應(yīng)該比金屬軸承的間隙大。此外，聚合物材料的強(qiáng)度和屈服極限較低，因而在裝配和工作時(shí)能承受的載荷有限。又由于聚合物材料在常溫條件下會(huì)出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，因而不宜用來(lái)制作間隙要求嚴(yán)格的軸承。
碳－石墨可作為不良環(huán)境中的軸承材料，其中石墨含量愈多，材料愈軟，摩擦系數(shù)愈小。可在碳－石墨材料中加入金屬、聚四氟乙烯或二硫化鉬組分，也可以浸漬液體潤(rùn)滑劑。碳－石墨軸承具有自潤(rùn)性，它的自潤(rùn)性和減摩性取決于吸附的水蒸氣量。碳－石墨和含有碳?xì)浠衔锏臐?rùn)滑劑有親和力，加入潤(rùn)滑劑有助于提高其邊界潤(rùn)滑性能。此外，它還可以作水潤(rùn)滑的軸承材料。
橡膠主要用于以水作潤(rùn)滑劑且環(huán)境較臟污之處。
木材具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，可用填充劑來(lái)改善其性能。填充聚合物能提高木材的尺寸穩(wěn)定性和減少吸濕量，并提高強(qiáng)度。采用木材制成的軸承，可在灰塵極多的條件下工作。
3、 多孔質(zhì)金屬材料
這是用不同金屬粉末經(jīng)壓制、燒結(jié)而成的軸承材料。這種材料是多孔結(jié)構(gòu)的，孔隙約占體積的10%~35%。使用前先把軸瓦在熱油中浸漬數(shù)小時(shí)，使孔隙中充滿潤(rùn)滑油，因而通常把這種材料制成的軸承叫含油軸承。它具有自潤(rùn)滑性。工作時(shí)，由于軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)的抽吸作用及軸承發(fā)熱時(shí)油的膨脹作用，油便進(jìn)入摩擦表面間起潤(rùn)滑作用；不工作時(shí)，因毛細(xì)管作用，油便被吸回到軸承內(nèi)部，故在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，即使不加潤(rùn)滑油仍能很好地工作。如果定期給以供油，則使用效果更佳。但由于其韌性較小，故宜用于平穩(wěn)無(wú)沖擊載荷及中低速度情況。常用的有多孔鐵和多孔質(zhì)青銅。多孔鐵常用來(lái)制作磨粉機(jī)軸套、機(jī)床油泵襯套、內(nèi)燃機(jī)凸輪軸襯套等。多孔質(zhì)青銅常用來(lái)制作電唱機(jī)、電風(fēng)扇、紡織機(jī)械及汽車發(fā)電機(jī)的軸承。我國(guó)已有專門制造含油軸承的工廠，需要時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用。
粉末冶金材料是多孔質(zhì)金屬是一種粉末材料，它具有多孔組織，若將其浸在潤(rùn)滑油中，使微孔中充滿潤(rùn)滑油，變成了含油軸承，具有自潤(rùn)滑性能。多孔質(zhì)金屬材料的韌性小，只適應(yīng)于平穩(wěn)的無(wú)沖擊載荷及中、小速度情況下。
