石墨軸承材料的種類與常見缺陷及原因解析

石墨軸承資料的種類與常見缺點及原因解析
1、石墨軸承資料的種類與常見缺點及原因解析
    石墨軸承資料是影響軸承功用和運用壽數(shù)的要害因素。根據(jù)不同的分類規(guī)范，石墨軸承資料能夠分為金屬資料、多孔質(zhì)金屬資料和非金屬資料三大類別。其間，金屬資料，特別是軸承鋼，是日常日子中最為常見的軸承資料。接下來，咱們將深入探討軸承資料的種類，并共享有關(guān)軸承資料常見缺點及其原因的解析，旨在為讀者提供有利的參看和幫助。
2、金屬資料
    軸承資猜中，金屬資料占有著重要方位，包含軸承合金、青銅、鋁基合金以及鋅基合金等。其間，軸承合金，也被稱為白合金，首要由鉛、錫、銻或其他金屬制成，它具有超卓的耐磨性、塑性、導(dǎo)熱性以及與油的吸附性。盡管價格相對較高，但這種資料在重載和高速環(huán)境下表現(xiàn)超卓。
（1）軸承合金
    軸承合金是錫、鉛、銻和銅的合金，其特性在于錫或鉛基體中融入了銻錫和銅錫的硬晶粒。這些硬晶粒在抗磨方面發(fā)揮著要害效果，而軟基體則增強了資料的塑性。軸承合金的彈性模量和彈性極限較低，使得它在一切軸承資猜中具有最佳的嵌入性和沖突順應(yīng)性。這使得軸承合金能夠輕松與軸頸磨合，并削減與軸頸的咬粘現(xiàn)象?？墒?，因為其強度較低，軸承合金一般不能獨自制造軸瓦，而是需求附著在青銅、鋼或鑄鐵軸瓦上作為軸承襯運用。
（2）銅合金
    銅合金以其高強度和超卓的減摩性及耐磨性而出名。青銅，作為其間一種常見的銅合金，其功用尤為超卓，常被用于各種運用場合。錫青銅因其超卓的減摩性而廣泛運用于各種場合；鉛青銅則因其抗粘附才華強而適用于高速和重載軸承；鋁青銅盡管抗粘附才華稍差，但其高強度和高硬度使其在低速和重載條件下表現(xiàn)超卓。
（3）鋁基合金
    鋁基軸承合金兼具超卓的耐蝕性和較高的疲乏強度，一起其沖突功用也適當超卓。這些特性使得鋁基合金在某些范疇能夠替代價格較高的軸承合金和青銅。此外，鋁基合金既可制成單金屬零件（如軸套和軸承），也可與鋼結(jié)合制成雙金屬零件。
（4）灰鑄鐵及耐磨鑄鐵
    這兩種資料盡管不屬于嚴峻意義上的金屬資料范疇，但它們在軸承制造中也有著不可或缺的方位?；诣T鐵以其超卓的鑄造功用和耐磨性遭到喜愛；而耐磨鑄鐵則以其超卓的耐磨性在重載場合下發(fā)揮著要害效果。
    一般灰鐵以及參與鎳、鉻、鈦等合金成分的耐磨灰鑄鐵，甚至是球墨鑄鐵，都能夠被用作軸承資料。在這些資猜中，片狀或球狀的石墨在資料表面構(gòu)成掩蓋后，能夠構(gòu)建出一層具有潤滑效果的石墨層，然后賦予了它們必定的減摩性和耐磨性。一起，石墨關(guān)于碳氫化合物的吸附才華有助于前進間隔潤滑的功用。因而，在選用灰鑄鐵作為軸承資料時，潤滑油的添加是必不可少的?？墒?，因為鑄鐵資料的脆性以及較差的磨合性，它首要適用于輕載、低速且不受沖擊載荷影響的場合。
3、非金屬資料
    在非金屬資猜中，塑料（聚合物資料）的運用最為廣泛，例如酚醛樹脂、尼龍和聚四氟乙烯等。這些聚合物資料具有超卓的化學(xué)穩(wěn)定性、自潤滑性以及超卓的嵌入性、減摩性和耐磨性?？墒?，選擇聚合物作為軸承資料時，需求充分考慮其熱傳導(dǎo)才華相對較弱的問題，這在必定程度上約束了聚合物軸承的作業(yè)轉(zhuǎn)速和壓力規(guī)模。此外，因為聚合物的線脹系數(shù)遠大于鋼，因而聚合物軸承與鋼制軸頸之間的空地規(guī)劃需求相應(yīng)增大。一起，聚合物資料的強度和屈服極限較低，使得其能接受的載荷有限。另外，常溫下的蠕變現(xiàn)象也是聚合物資料的一個潛在問題，因而它不適合用于制造對空地要求嚴峻的軸承。
    碳-石墨資料在不良環(huán)境中表現(xiàn)超卓，其沖突系數(shù)隨石墨含量的添加而下降。這種資料能夠與金屬、聚四氟乙烯或二硫化鉬等組分結(jié)合，或者通過浸漬液體潤滑劑來進一步優(yōu)化功用。碳-石墨軸承具有自潤性，其自潤性和減摩性遭到吸附水蒸氣量的影響。此外，它還能與含碳氫化合物的潤滑劑發(fā)生親和力，然后前進間隔潤滑功用。特別值得一提的是，碳-石墨資料還能夠作為水潤滑軸承運用。
    橡膠首要適用于以水為潤滑劑且環(huán)境較為臟污的場合。而木材則因其多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的物理功用，通過填充劑能夠進一步改進其尺度穩(wěn)定性和吸濕性，并前進強度。木材制成的軸承特別適合在塵埃極多的環(huán)境中作業(yè)。
4、多孔質(zhì)金屬資料
    多孔質(zhì)金屬資料是通過不同金屬粉末的約束和燒結(jié)工藝制成的軸承資料。其顯著特點是由孔隙構(gòu)成的多孔結(jié)構(gòu)，這些孔隙占有了資料體積的10%~35%。在運用前，軸瓦會被浸入熱油中數(shù)小時，以確保孔隙內(nèi)充分充溢潤滑油。因而，這種資料制成的軸承被稱為含油軸承，并展現(xiàn)出超卓的自潤滑性。在作業(yè)時，軸頸的翻滾和軸承發(fā)熱引起的潤滑油脹大會促進油進入沖突表面，起到潤滑效果。而在非作業(yè)狀態(tài)下，毛細管效果會吸引潤滑油回到軸承內(nèi)部，使得軸承在長時間內(nèi)無需額定潤滑即可堅持超卓功用。若定期供油，則運用效果更佳。但需注意，因為多孔質(zhì)金屬資料的耐性相對較小，因而它最適合用于平穩(wěn)且無沖擊載荷、以及中低速度的環(huán)境中。常見的運用包含多孔鐵制成的磨粉機軸套、機床油泵襯套，以及多孔質(zhì)青銅在電唱機、電風(fēng)扇、紡織機械和轎車發(fā)電機軸承中的運用。我國已有專門出產(chǎn)含油軸承的工廠，可根據(jù)規(guī)劃需求進行選擇。
5、偏析現(xiàn)象
    在多孔質(zhì)金屬資料的制造進程中，有時會出現(xiàn)一種稱為“偏析”的現(xiàn)象。這是因為金屬粉末在約束和燒結(jié)時，不同成分的金屬粉末在資猜中的散布不均勻所導(dǎo)致的。這種偏析現(xiàn)象或許會對資料的功用發(fā)生必定的影響，因而在出產(chǎn)進程中需求采用辦法進行操控。
6、偏析現(xiàn)象
    在多孔質(zhì)金屬資料的制造進程中，偏析現(xiàn)象的查看與斷定至關(guān)重要。首要，咱們選用熱酸洗的辦法進行查看，具體步驟如下：將試樣浸泡在50%的工業(yè)鹽酸水溶液中，操控酸洗溫度在6580°C規(guī)模內(nèi)，酸洗時間繼續(xù)3040分鐘。隨后，取出試樣，用堿水中和，并用80°C的熱清水進行沖刷。最終，在試樣的橫截面上，咱們用肉眼或擴展鏡進行查詢，以判別是否存在偏析現(xiàn)象。
    偏析現(xiàn)象的斷定則根據(jù)GB/T18254 - 2002規(guī)范中的第3等級圖或美國規(guī)范ASTM E381的規(guī)則進行。這種偏析現(xiàn)象的發(fā)生，首要歸因于鋼錠在冷凝進程中，鋼種合金元素與雜質(zhì)元素的渙散速度不共同，然后引發(fā)的成分不均現(xiàn)象。
7、疏松現(xiàn)象
    在多孔質(zhì)金屬資料的制造進程中，除了偏析現(xiàn)象外，疏松現(xiàn)象也是一個需求注重的問題。疏松現(xiàn)象指的是資料內(nèi)部存在多孔性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)或許導(dǎo)致資料功用的下降。為了查看和斷定疏松現(xiàn)象，咱們一般選用金相查驗的辦法。通過查詢資料的顯微組織，咱們能夠判別是否存在疏松現(xiàn)象，并評價其嚴峻程度。
    查看疏松現(xiàn)象的辦法是選用熱酸洗技術(shù)。具體來說，將試樣浸泡在50%的工業(yè)鹽酸水溶液中，操控酸洗溫度在6580°C規(guī)模內(nèi)，并繼續(xù)酸洗3040分鐘。隨后，取出試樣用堿水中和，并用80°C的熱水完全沖刷。最終，在試樣的橫截面上，用肉眼或擴展鏡仔細查詢。
    斷定疏松現(xiàn)象的規(guī)范能夠參看GB/T18254-2002中的第1, 2等級圖或美國規(guī)范ASTME381的規(guī)則。疏松現(xiàn)象的發(fā)生首要歸因于鋼錠在冷凝進程中，因為體積縮短而構(gòu)成的纖細孔隙。這些孔隙的散布與鋼錠的冷凝速度密切相關(guān)，根據(jù)孔隙的散布狀況，疏松現(xiàn)象可分為一般疏松和中心疏松兩類。
8、碳化物散布的不均勻性：
查看辦法：
    關(guān)于淬火試樣，通過金相磨拋處理后，選用4%硝酸酒精進行深度腐蝕。在縱向試樣上，于100倍擴展鏡下查詢碳化物液析現(xiàn)象；一起，結(jié)合100倍和500倍的擴展倍數(shù)，對碳化物帶狀現(xiàn)象進行查詢，并根據(jù)碳化物的集合程度、巨細和形狀進行歸納斷定。此外，碳化物網(wǎng)狀現(xiàn)象則在橫向試樣擴展500倍后進行查詢。
斷定規(guī)范：
    參照GB/T1 8254-2002規(guī)范，碳化物液析現(xiàn)象根據(jù)第9等級圖進行斷定，碳化物帶狀現(xiàn)象則根據(jù)第8等級圖，而碳化物網(wǎng)狀現(xiàn)象則參照7等級圖或德國規(guī)范DIN,SEP1520的規(guī)則。
發(fā)生原因：
    碳化物液析現(xiàn)象首要發(fā)生在鋼錠結(jié)晶進程中，因為冷卻速度較慢，導(dǎo)致碳的枝晶偏析嚴峻，然后構(gòu)成一次碳化物。這種碳化物在后續(xù)的冷熱加工進程中難以消除。碳化物帶狀現(xiàn)象與液析相似，也是因為一次碳化物在鑄造或軋制進程中被破碎成小塊，并沿軋制方向呈條帶狀散布。而碳化物網(wǎng)狀現(xiàn)象則是在鋼材鑄造或軋制后的冷卻階段出現(xiàn)，因為冷卻速度過慢，使得碳化物沿晶界分出并構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
9、非金屬夾雜物的影響：
    在金屬資猜中，非金屬夾雜物是一種常見的缺點。這些夾雜物或許來源于原資猜中的雜質(zhì)、鍛煉進程中的熔渣或爐襯腐蝕物等。它們的存在會嚴峻影響資料的功用，如下降資料的強度、耐性和疲乏壽數(shù)等。因而，在金屬資料的出產(chǎn)進程中，需求采用一系列辦法來削減或消除這些非金屬夾雜物的影響。
    查看辦法：將試樣通過淬火和磨拋處理后，需確保拋光面與軋制方向堅持共同，隨后在擴展100倍的顯微鏡下進行查詢。
    斷定規(guī)范：參照GB/T18254-2002規(guī)范中的第4等級圖進行斷定，或根據(jù)ASTM E45的規(guī)則進行斷定。
    發(fā)生原因：在鋼的鍛煉和澆鑄進程中，因為鋼液內(nèi)部成分間的反響、鋼液與爐氣和容器的化學(xué)反響，以及鋼液在冷凝時溫度下降和溶解度減小導(dǎo)致的非金屬產(chǎn)品分出，這些產(chǎn)品便構(gòu)成了非金屬夾雜物。根據(jù)夾雜物的不同類型，可分為A型（硫化物）、B型（氧化鋁）、C型（硅酸鹽）、D型（點狀不變形）以及Ds類（大顆粒夾雜物，直徑大于13μm）。