[科普中國]-粉末冶金軸承

粉末冶金軸承是金屬粉末和其他減摩材料粉末壓制、燒結(jié)、整形和浸油而成的，具有多孔性結(jié)構(gòu)，在熱油中浸潤后，孔隙間充滿潤滑油，工作時由于軸頸轉(zhuǎn)動的抽吸作用和摩擦發(fā)熱，使金屬與油受熱膨脹，把油擠出孔隙，進(jìn)而摩擦表面起潤滑作用，軸承冷卻后，油又被吸回孔隙中。

簡介粉末冶金軸承可在較長時間內(nèi)不需要添加潤滑油。

粉末冶金軸承孔隙率愈高，儲油愈多，但孔隙愈多，其強(qiáng)度愈低。

這類軸承常處于混合潤滑狀態(tài)，有時也能形成薄膜潤滑，常用于補(bǔ)充潤滑油困難和輕載荷與低速的情況。

根據(jù)不同的工作條件，選用不同含油率的粉末冶金軸承。含油率大時，可在無補(bǔ)充潤滑油和低載荷下應(yīng)用；含油率小時，可在重載荷和高速度下應(yīng)用；含石墨的粉末冶金軸承，因石墨本身有潤滑性，可提高軸承的安全性，其缺點是強(qiáng)度較低；在無腐蝕的情況下，可考慮選用價廉、強(qiáng)度較高的鐵基粉末冶金軸承，但相配合的軸頸硬度應(yīng)適當(dāng)提高

粉末冶金軸承常出現(xiàn)的問題1、瓦面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)有色金屬元素濃度異常；鐵譜中出現(xiàn)了許多有色金屬成分的亞微米級磨損顆粒；潤滑油水分超標(biāo)、酸值超標(biāo)。

2、軸頸表面拉傷：鐵譜中有鐵系切削磨?；蚝谏趸镱w粒，金屬表面存在回火色。

3、軸頸表面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵元素濃度異常，鐵譜中有許多鐵成分的亞微米顆粒，潤滑油水分超標(biāo)或酸值超標(biāo)。

4、表面拉傷：鐵譜中發(fā)現(xiàn)有切削磨粒，磨粒成分為有色金屬。

5、瓦背微動磨損：光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵濃度異常，鐵譜中有許多鐵成分亞微米磨損顆粒，潤滑油水分及酸值異常。

粉末冶金軸承的特點粉末冶金含油軸承（含油軸承）是一類孔隙中含浸有潤滑油的多孔性合金制品。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，因軸與含油軸承之間的摩擦使含油軸承的溫度升高和泵吸作用。潤滑油含滲出于含滲出于含油軸承之內(nèi)徑或外徑的摩擦表面，當(dāng)軸停止轉(zhuǎn)動時。潤滑油又回流于含油軸承內(nèi)部。因此，潤滑油的消耗量是非常的小，可在不從外部供給潤滑油的情況下，長期運轉(zhuǎn)使用。非常適合于供油困難與避免潤滑油污染的場合。

含油軸承大量的應(yīng)用于：電機(jī)行業(yè)、汽摩行業(yè)、家電行業(yè)、數(shù)碼產(chǎn)品、辦公設(shè)備、電動工具、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械等各類機(jī)械設(shè)備上。

粉末冶金含油軸承一般來說主要是用原料粉經(jīng)壓制，燒結(jié)，整形，浸油等工序制造而成的?，F(xiàn)在的機(jī)器大都是自動化程度比較高。日產(chǎn)量比較大，大部分產(chǎn)品一次就能成形，因此批量越大越好生產(chǎn)。而且現(xiàn)在用的模具少一點的話可能做幾十萬只，多的話可能做百萬只以上。但模具費用比較高，因此批量少的話就不好做了，而且更換模具的時間也長。

粉末冶金含油軸承一般來說一次就能成形，基本不用切削加工。成本比機(jī)加工輕，材料浪費也少，價格因此比較便宜。也符合現(xiàn)在提倡節(jié)約能源的國家政策，因此被認(rèn)為這是一個不會落伍的技術(shù)。

粉末冶金含油軸承其基體里已經(jīng)用真空含浸的方法充滿了潤滑油，并且在運轉(zhuǎn)時由于溫升和泵吸的原因，其中的潤滑油會滲出到運轉(zhuǎn)表面，故可用于不另加潤滑油的場合。

粉末冶金軸承材料的發(fā)展現(xiàn)代粉末冶金軸承材料除以鐵、青銅、高合金鋼甚至陶瓷作為基體外，還以各種金屬化合物、石墨及塑料等非金屬作為潤滑成分。以下介紹幾種用途廣和較重要的軸承材料：

1.銻一青銅軸承

三元合金Cu一Sn一Sb中，2%≤Sn≤8%和2%≤Sb≤8%（重量比）。Sn + Sb的總量應(yīng)在8 %至10 %之間。用Cu—Sn 預(yù)合金粉與粒度≤40 微米的細(xì)S b粉混合。在燒結(jié)中所形成的相應(yīng)符合Cu一Sn一Sb 相圖中的最大液相線。在750 ℃下燒結(jié)幾小時和在805 ℃ 下燒結(jié)1 小時會出現(xiàn)此種最大值。

2. 添加鋅、錢的鋁基軸承

在Al中添加Zn和Mg，燒結(jié)時形成Al一Zn一Mg 金屬間化合物。此種化合物在鋁基體中作為小的硬質(zhì)體析出。

3. 鋁一硅一石墨合金

鋁合金與鐵合金相比，具有量輕且有良好的導(dǎo)熱性、機(jī)加工性和可成形性等優(yōu)點。為了解決磨損和摩擦系數(shù)問題而研究添加元素，而這些成分的添加是用普通冶煉方法所不能達(dá)到的。

4.青銅一樹脂復(fù)合材料

日本福四金屬箔和粉末公司報導(dǎo)，用摩擦系數(shù)低的聚四氟乙烯與60 形( 重量比) 青銅粉混合制成的軸承復(fù)合材料（表1），具有優(yōu)異的耐磨性、抗壓強(qiáng)度。所用青銅粉末粒度小于50um。

5. 鐵鎳銅一樹脂復(fù)合材料

將燒結(jié)材料在一定合金成分和加工參數(shù)下，制成具有連通孔隙和強(qiáng)度較高的基體，然后浸漬作為固體潤滑成分的樹脂。

以Fe一2%Ni一0.5Mo。燒結(jié)基體為例，最佳的加工參數(shù)是：成形壓力為490.8MPa ，在露點為-40 ℃的氫中以1120℃ 燒結(jié)1小時，所得燒結(jié)密度為6.65g/cm3，浸漬的樹脂為尼龍11 。

將Fe一2% Ni一5%Mo材料浸漬和不浸漬樹脂以及SCM485材料在500℃下離子氮化5 小時( 20 %N2一H2 ，氣體壓力為267帕) 三種材料的磨耗進(jìn)行比較：含尼龍11的磨耗量為未浸漬材料的1/4000，而且比表面硬度為HV950 的SCM43材料優(yōu)異。

6. Cu一Sn一Ni軸承合金

日本研究用于磁帶錄象機(jī)、電影機(jī)械、錄音機(jī)輸帶輥用的軸承材料。

7. F e一C u一Z n軸承合金

日本研究的名為EAB材料，主要用做各種小型電機(jī)、音響用小軸承。成分如下：Fe余量，Cu18~22%，Zn2~7%，Sn1~3%，B