摩擦与磨损全ppt课件第6章耐磨减摩材料及表面处理.ppt

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1、摩擦与磨损摩擦与磨损第六章第六章 耐磨减摩材料及表面处理耐磨减摩材料及表面处理（1）1/5/20231/59主要内容主要内容n n6.1 金属耐磨材料金属耐磨材料n n6.2 滑动轴承合金滑动轴承合金n n6.3 聚合材料聚合材料n n6.4 表面处理技术表面处理技术n n6.5 纳米表面技术纳米表面技术1/5/20232n n摩擦和磨损性能摩擦和磨损性能并并不是材料的固有特性不是材料的固有特性，而是而是相互作用、与系统有关相互作用、与系统有关的特性。的特性。n n并不存在一种材料，它在各种情况下都耐并不存在一种材料，它在各种情况下都耐磨或减摩。磨或减摩。n n因此，笼统地说某种材料耐磨或减摩

2、都是因此，笼统地说某种材料耐磨或减摩都是不严密的。不严密的。1/5/202336.1.1 金属耐磨材料的一般要求金属耐磨材料的一般要求n n(1)(1)力学性能力学性能力学性能力学性能 n n要求强度和韧性有良好的配合要求强度和韧性有良好的配合要求强度和韧性有良好的配合要求强度和韧性有良好的配合。n n与强度相应的性能指标是与强度相应的性能指标是与强度相应的性能指标是与强度相应的性能指标是硬度。硬度。硬度。硬度。高硬度有利于抗高硬度有利于抗高硬度有利于抗高硬度有利于抗磨料磨损。一般希望磨损表面的硬度至少等于磨磨料磨损。一般希望磨损表面的硬度至少等于磨磨料磨损。一般希望磨损表面的硬度至少等于磨磨

3、料磨损。一般希望磨损表面的硬度至少等于磨料硬度一半，最好比磨料硬度高，料硬度一半，最好比磨料硬度高，料硬度一半，最好比磨料硬度高，料硬度一半，最好比磨料硬度高，n n其他类型的磨损对硬度的要求不同。其他类型的磨损对硬度的要求不同。其他类型的磨损对硬度的要求不同。其他类型的磨损对硬度的要求不同。n n表面疲劳磨损时，要求材料不仅有较高耐疲劳强表面疲劳磨损时，要求材料不仅有较高耐疲劳强表面疲劳磨损时，要求材料不仅有较高耐疲劳强表面疲劳磨损时，要求材料不仅有较高耐疲劳强度，而且有适当的韧性。度，而且有适当的韧性。度，而且有适当的韧性。度，而且有适当的韧性。6.1 金属耐磨材料金属耐磨材料1/5/20

4、234n n(2)(2)金相组织金相组织金相组织金相组织 钢的耐磨损能力随着组织钢的耐磨损能力随着组织钢的耐磨损能力随着组织钢的耐磨损能力随着组织变细变细变细变细而增加。而增加。而增加。而增加。均匀分布的均匀分布的均匀分布的均匀分布的硬质相硬质相硬质相硬质相（如碳化物、氮化物等）对耐（如碳化物、氮化物等）对耐（如碳化物、氮化物等）对耐（如碳化物、氮化物等）对耐磨性有利。磨性有利。磨性有利。磨性有利。n n n n(3)(3)耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性 n n对于在腐蚀介质中工作的摩擦副，要求材料具有对于在腐蚀介质中工作的摩擦副，要求材料具有对于在腐蚀介质中工作的摩擦副，要求材料具有对于在

5、腐蚀介质中工作的摩擦副，要求材料具有良好的耐蚀性。良好的耐蚀性。良好的耐蚀性。良好的耐蚀性。1/5/20235n n(4)(4)其他方面其他方面其他方面其他方面 n n要求材料有要求材料有要求材料有要求材料有较高的导热性、良好的热稳定性较高的导热性、良好的热稳定性较高的导热性、良好的热稳定性较高的导热性、良好的热稳定性等；等；等；等；n n对于有润滑油的摩擦副，要求材料表面有良好的对于有润滑油的摩擦副，要求材料表面有良好的对于有润滑油的摩擦副，要求材料表面有良好的对于有润滑油的摩擦副，要求材料表面有良好的润湿性和持油润湿性和持油润湿性和持油润湿性和持油能力。能力。能力。能力。n n注意注意注意

6、注意：上述要求有时相互矛盾，要根据具体情况，：上述要求有时相互矛盾，要根据具体情况，：上述要求有时相互矛盾，要根据具体情况，：上述要求有时相互矛盾，要根据具体情况，抓住主要矛盾，使材料显示出最佳的耐磨性。抓住主要矛盾，使材料显示出最佳的耐磨性。抓住主要矛盾，使材料显示出最佳的耐磨性。抓住主要矛盾，使材料显示出最佳的耐磨性。1/5/202366.1.2 耐磨钢耐磨钢n n1.1.影响钢耐磨性的因素影响钢耐磨性的因素影响钢耐磨性的因素影响钢耐磨性的因素 n n(1)(1)含碳量含碳量含碳量含碳量 碳钢中碳钢中碳钢中碳钢中适当增加含碳量适当增加含碳量适当增加含碳量适当增加含碳量，能增加珠光体含量，提

7、高硬度，能增加珠光体含量，提高硬度，能增加珠光体含量，提高硬度，能增加珠光体含量，提高硬度和抵抗擦伤的能力，和抵抗擦伤的能力，和抵抗擦伤的能力，和抵抗擦伤的能力，增加耐磨性增加耐磨性增加耐磨性增加耐磨性。在过共析钢中，只要渗碳体不以网状形式存在于晶界，在过共析钢中，只要渗碳体不以网状形式存在于晶界，在过共析钢中，只要渗碳体不以网状形式存在于晶界，在过共析钢中，只要渗碳体不以网状形式存在于晶界，耐磨性也随含碳量增加而增加耐磨性也随含碳量增加而增加耐磨性也随含碳量增加而增加耐磨性也随含碳量增加而增加。随含碳量增加，材料的塑性、韧性会下降，在受冲击载随含碳量增加，材料的塑性、韧性会下降，在受冲击载随

8、含碳量增加，材料的塑性、韧性会下降，在受冲击载随含碳量增加，材料的塑性、韧性会下降，在受冲击载荷较大时，摩擦副会因脆裂而失效，耐磨性反而降低。荷较大时，摩擦副会因脆裂而失效，耐磨性反而降低。荷较大时，摩擦副会因脆裂而失效，耐磨性反而降低。荷较大时，摩擦副会因脆裂而失效，耐磨性反而降低。因此因此因此因此在选取含碳量时，应考虑工况条件在选取含碳量时，应考虑工况条件在选取含碳量时，应考虑工况条件在选取含碳量时，应考虑工况条件。工程中用于摩擦工作的零件，多数采用含碳工程中用于摩擦工作的零件，多数采用含碳工程中用于摩擦工作的零件，多数采用含碳工程中用于摩擦工作的零件，多数采用含碳0.5%-1.0%0.5

9、%-1.0%的的的的碳素钢碳素钢碳素钢碳素钢和含碳和含碳和含碳和含碳0.4%-0.6%0.4%-0.6%的的的的中碳合金钢中碳合金钢中碳合金钢中碳合金钢。经过适当热。经过适当热。经过适当热。经过适当热处理，可获得一定的硬度和韧性，具有良好的耐磨性。处理，可获得一定的硬度和韧性，具有良好的耐磨性。处理，可获得一定的硬度和韧性，具有良好的耐磨性。处理，可获得一定的硬度和韧性，具有良好的耐磨性。1/5/20237图图6-2 碳钢耐磨性碳钢耐磨性-显微组织的关系曲线显微组织的关系曲线 a一铁素体一铁素体-珠光体珠光体;b一铁素体一铁素体-索氏体索氏体;c一铁素体一铁素体-屈氏体屈氏体;d一铁素体一铁素

10、体-马氏体；马氏体；e一珠光体一珠光体-渗碳体渗碳体;f一索氏体一索氏体-渗碳体渗碳体;g一屈氏体一屈氏体-渗碳体渗碳体;h马氏体马氏体-渗碳体渗碳体;i一马氏体一马氏体 1/5/20238n n(2)(2)合金元素合金元素合金元素合金元素 n n钢中加入一定量的某些合金元素，可以强化基体，钢中加入一定量的某些合金元素，可以强化基体，钢中加入一定量的某些合金元素，可以强化基体，钢中加入一定量的某些合金元素，可以强化基体，生成特殊的金属碳化物，改善钢的物理、力学性生成特殊的金属碳化物，改善钢的物理、力学性生成特殊的金属碳化物，改善钢的物理、力学性生成特殊的金属碳化物，改善钢的物理、力学性能，达到

11、提高耐磨性的目的。能，达到提高耐磨性的目的。能，达到提高耐磨性的目的。能，达到提高耐磨性的目的。加入硅、锰、铬能提高加入硅、锰、铬能提高加入硅、锰、铬能提高加入硅、锰、铬能提高硬度硬度硬度硬度。钼、钒、钨会部分溶于钢中生成钼、钒、钨会部分溶于钢中生成钼、钒、钨会部分溶于钢中生成钼、钒、钨会部分溶于钢中生成M3CM3C或或或或M7C3M7C3形形形形化合物，提高耐磨性。化合物，提高耐磨性。化合物，提高耐磨性。化合物，提高耐磨性。锰是不易形成碳化物的元素，但在钢中可与铁或锰是不易形成碳化物的元素，但在钢中可与铁或锰是不易形成碳化物的元素，但在钢中可与铁或锰是不易形成碳化物的元素，但在钢中可与铁或其

12、他碳化物作用，形成渗碳体型的碳化物；在高其他碳化物作用，形成渗碳体型的碳化物；在高其他碳化物作用，形成渗碳体型的碳化物；在高其他碳化物作用，形成渗碳体型的碳化物；在高锰钢中能扩大奥氏体相区，稳定奥氏体组织，对锰钢中能扩大奥氏体相区，稳定奥氏体组织，对锰钢中能扩大奥氏体相区，稳定奥氏体组织，对锰钢中能扩大奥氏体相区，稳定奥氏体组织，对提高耐磨性有好处。提高耐磨性有好处。提高耐磨性有好处。提高耐磨性有好处。1/5/20239n n(3)(3)碳化物碳化物碳化物碳化物 n n碳化物的类型与分布是影响钢耐磨性的主要因素碳化物的类型与分布是影响钢耐磨性的主要因素碳化物的类型与分布是影响钢耐磨性的主要因素

13、碳化物的类型与分布是影响钢耐磨性的主要因素之一。之一。之一。之一。碳化物的硬度通常比较高碳化物的硬度通常比较高碳化物的硬度通常比较高碳化物的硬度通常比较高。当碳化物的粒度较大时，可有效阻止磨粒的显微当碳化物的粒度较大时，可有效阻止磨粒的显微当碳化物的粒度较大时，可有效阻止磨粒的显微当碳化物的粒度较大时，可有效阻止磨粒的显微切削作用；切削作用；切削作用；切削作用；弥散分布的碳化物的间距越小越有利于磨损作用弥散分布的碳化物的间距越小越有利于磨损作用弥散分布的碳化物的间距越小越有利于磨损作用弥散分布的碳化物的间距越小越有利于磨损作用下的加工硬化作用。下的加工硬化作用。下的加工硬化作用。下的加工硬化作

14、用。钢中出现钢中出现钢中出现钢中出现网状碳化物网状碳化物网状碳化物网状碳化物或部分呈块状，且碳化物沿或部分呈块状，且碳化物沿或部分呈块状，且碳化物沿或部分呈块状，且碳化物沿晶界析出或在基体上分布不均，会降低耐磨性。晶界析出或在基体上分布不均，会降低耐磨性。晶界析出或在基体上分布不均，会降低耐磨性。晶界析出或在基体上分布不均，会降低耐磨性。1/5/202310n n(4)(4)金相组织的影响金相组织的影响金相组织的影响金相组织的影响 亚共析钢中亚共析钢中亚共析钢中亚共析钢中，铁素体，铁素体，铁素体，铁素体-珠光体的耐磨性最差，其珠光体的耐磨性最差，其珠光体的耐磨性最差，其珠光体的耐磨性最差，其次

15、是铁素体次是铁素体次是铁素体次是铁素体-屈氏体，而铁素体马氏体组织的耐屈氏体，而铁素体马氏体组织的耐屈氏体，而铁素体马氏体组织的耐屈氏体，而铁素体马氏体组织的耐磨性最好；磨性最好；磨性最好；磨性最好；共析钢共析钢共析钢共析钢的耐磨性依马氏体、屈氏体、索氏体、索的耐磨性依马氏体、屈氏体、索氏体、索的耐磨性依马氏体、屈氏体、索氏体、索的耐磨性依马氏体、屈氏体、索氏体、索氏体氏体氏体氏体-珠光体的顺序下降；珠光体的顺序下降；珠光体的顺序下降；珠光体的顺序下降；过共析钢过共析钢过共析钢过共析钢的耐磨性依珠光体的耐磨性依珠光体的耐磨性依珠光体的耐磨性依珠光体-渗碳体、索氏体渗碳体、索氏体渗碳体、索氏体渗

16、碳体、索氏体-渗渗渗渗碳体、屈氏体碳体、屈氏体碳体、屈氏体碳体、屈氏体-渗碳体、马氏体渗碳体、马氏体渗碳体、马氏体渗碳体、马氏体-渗碳体、马氏体渗碳体、马氏体渗碳体、马氏体渗碳体、马氏体的顺序增高。的顺序增高。的顺序增高。的顺序增高。同一摩擦条件，含碳量相同时，板状马氏体组织同一摩擦条件，含碳量相同时，板状马氏体组织同一摩擦条件，含碳量相同时，板状马氏体组织同一摩擦条件，含碳量相同时，板状马氏体组织的耐磨性比针状马氏体的好；片状珠光体组织的的耐磨性比针状马氏体的好；片状珠光体组织的的耐磨性比针状马氏体的好；片状珠光体组织的的耐磨性比针状马氏体的好；片状珠光体组织的耐磨性比球状的高；细珠光体组织

17、比粗珠光体耐耐磨性比球状的高；细珠光体组织比粗珠光体耐耐磨性比球状的高；细珠光体组织比粗珠光体耐耐磨性比球状的高；细珠光体组织比粗珠光体耐磨性好。磨性好。磨性好。磨性好。1/5/2023112.制造耐磨零件的常用钢种制造耐磨零件的常用钢种优质碳素结构钢优质碳素结构钢锰钢、锰钒钢及锰钼钨钢锰钢、锰钒钢及锰钼钨钢铬钢铬钢铬镍钢及铬镍钼钢铬镍钢及铬镍钼钢铬锰钢铬锰钢含硅合金钢含硅合金钢轴承钢轴承钢高锰钢高锰钢1/5/2023126.1.3 耐磨铸铁耐磨铸铁n n铸铁是一种良好的耐磨材料，广泛用于制造各铸铁是一种良好的耐磨材料，广泛用于制造各铸铁是一种良好的耐磨材料，广泛用于制造各铸铁是一种良好的耐磨

18、材料，广泛用于制造各种摩擦副，如机床导轨、气缸套、活塞环等零种摩擦副，如机床导轨、气缸套、活塞环等零种摩擦副，如机床导轨、气缸套、活塞环等零种摩擦副，如机床导轨、气缸套、活塞环等零件。件。件。件。n n铸铁的耐磨性通常比钢好，因为有石墨存在。铸铁的耐磨性通常比钢好，因为有石墨存在。铸铁的耐磨性通常比钢好，因为有石墨存在。铸铁的耐磨性通常比钢好，因为有石墨存在。工作时，石墨易在表面脱落成为工作时，石墨易在表面脱落成为工作时，石墨易在表面脱落成为工作时，石墨易在表面脱落成为润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂，起减，起减，起减，起减摩作用；摩作用；摩作用；摩作用；石墨脱落后留下的显微孔洞能石墨脱落后留下的显微

19、孔洞能石墨脱落后留下的显微孔洞能石墨脱落后留下的显微孔洞能储存润滑油储存润滑油储存润滑油储存润滑油；显微孔洞还能容纳磨损产生的显微孔洞还能容纳磨损产生的显微孔洞还能容纳磨损产生的显微孔洞还能容纳磨损产生的微小磨粒。微小磨粒。微小磨粒。微小磨粒。1/5/2023131.影响铸铁耐磨性的因素影响铸铁耐磨性的因素n n (1)(1)基体组织基体组织基体组织基体组织n n一般铸铁一般铸铁一般铸铁一般铸铁的基体组织有铁素体、珠光体、渗碳体、索氏的基体组织有铁素体、珠光体、渗碳体、索氏的基体组织有铁素体、珠光体、渗碳体、索氏的基体组织有铁素体、珠光体、渗碳体、索氏体和磷共晶；体和磷共晶；体和磷共晶；体和磷

20、共晶；合金铸铁合金铸铁合金铸铁合金铸铁的基体还包括奥氏体、莱氏体、的基体还包括奥氏体、莱氏体、的基体还包括奥氏体、莱氏体、的基体还包括奥氏体、莱氏体、马氏体和特殊的碳化物。马氏体和特殊的碳化物。马氏体和特殊的碳化物。马氏体和特殊的碳化物。铁素体质软，最不耐磨，故在一般的耐磨铸铁中，铁素铁素体质软，最不耐磨，故在一般的耐磨铸铁中，铁素铁素体质软，最不耐磨，故在一般的耐磨铸铁中，铁素铁素体质软，最不耐磨，故在一般的耐磨铸铁中，铁素体的含量限制在体的含量限制在体的含量限制在体的含量限制在15%15%以内。以内。以内。以内。自由渗碳体硬而脆，不仅会损坏对偶件表面，本身也容自由渗碳体硬而脆，不仅会损坏对

21、偶件表面，本身也容自由渗碳体硬而脆，不仅会损坏对偶件表面，本身也容自由渗碳体硬而脆，不仅会损坏对偶件表面，本身也容易脱落成磨粒，增大磨损，所以自由渗碳体含量应尽量易脱落成磨粒，增大磨损，所以自由渗碳体含量应尽量易脱落成磨粒，增大磨损，所以自由渗碳体含量应尽量易脱落成磨粒，增大磨损，所以自由渗碳体含量应尽量少。少。少。少。珠光体是软质的铁素体与硬脆的渗碳体的组合，珠光体是软质的铁素体与硬脆的渗碳体的组合，珠光体是软质的铁素体与硬脆的渗碳体的组合，珠光体是软质的铁素体与硬脆的渗碳体的组合，适合作适合作适合作适合作为耐磨材料为耐磨材料为耐磨材料为耐磨材料的基体组织，形状以片状为佳。的基体组织，形状以

22、片状为佳。的基体组织，形状以片状为佳。的基体组织，形状以片状为佳。1/5/202314硬脆的磷共晶对耐磨性影响较大，它在基体中硬脆的磷共晶对耐磨性影响较大，它在基体中硬脆的磷共晶对耐磨性影响较大，它在基体中硬脆的磷共晶对耐磨性影响较大，它在基体中起骨架作用，若与基体结合牢固，对耐磨有利；起骨架作用，若与基体结合牢固，对耐磨有利；起骨架作用，若与基体结合牢固，对耐磨有利；起骨架作用，若与基体结合牢固，对耐磨有利；若与基体结合不牢，则易碎裂脱落成为磨粒，若与基体结合不牢，则易碎裂脱落成为磨粒，若与基体结合不牢，则易碎裂脱落成为磨粒，若与基体结合不牢，则易碎裂脱落成为磨粒，耐磨性降低。耐磨性降低。耐

23、磨性降低。耐磨性降低。奥氏体具有较好的热稳定性，且在摩擦过程中奥氏体具有较好的热稳定性，且在摩擦过程中奥氏体具有较好的热稳定性，且在摩擦过程中奥氏体具有较好的热稳定性，且在摩擦过程中会产生加工硬化，具有强化作用，使磨损减少，会产生加工硬化，具有强化作用，使磨损减少，会产生加工硬化，具有强化作用，使磨损减少，会产生加工硬化，具有强化作用，使磨损减少，尤其是在冲击载荷不大的磨料磨损中，其耐磨尤其是在冲击载荷不大的磨料磨损中，其耐磨尤其是在冲击载荷不大的磨料磨损中，其耐磨尤其是在冲击载荷不大的磨料磨损中，其耐磨性比普通灰铸铁高。性比普通灰铸铁高。性比普通灰铸铁高。性比普通灰铸铁高。合金铸铁基体中的莱

24、氏体、马氏体及特殊碳化合金铸铁基体中的莱氏体、马氏体及特殊碳化合金铸铁基体中的莱氏体、马氏体及特殊碳化合金铸铁基体中的莱氏体、马氏体及特殊碳化物都具有高硬度，不易变形，经热处理后又有物都具有高硬度，不易变形，经热处理后又有物都具有高硬度，不易变形，经热处理后又有物都具有高硬度，不易变形，经热处理后又有一定的韧性，这种基体对抗磨料磨损十分有利。一定的韧性，这种基体对抗磨料磨损十分有利。一定的韧性，这种基体对抗磨料磨损十分有利。一定的韧性，这种基体对抗磨料磨损十分有利。1/5/202315n n(2)(2)石墨的形状、大小及分布石墨的形状、大小及分布石墨的形状、大小及分布石墨的形状、大小及分布 n

25、 n石墨对铸铁耐磨性影响较大。石墨在灰铸铁中以石墨对铸铁耐磨性影响较大。石墨在灰铸铁中以石墨对铸铁耐磨性影响较大。石墨在灰铸铁中以石墨对铸铁耐磨性影响较大。石墨在灰铸铁中以片状存在，分片状存在，分片状存在，分片状存在，分A A、B B、C C、DD、E E、F F六种类型。六种类型。六种类型。六种类型。A A型石墨呈均匀片状，无一定方向分布，是灰铸型石墨呈均匀片状，无一定方向分布，是灰铸型石墨呈均匀片状，无一定方向分布，是灰铸型石墨呈均匀片状，无一定方向分布，是灰铸铁中石墨的一种典型组织，具有这种石墨的灰铸铁中石墨的一种典型组织，具有这种石墨的灰铸铁中石墨的一种典型组织，具有这种石墨的灰铸铁中

26、石墨的一种典型组织，具有这种石墨的灰铸铁有最好的力学性能。铁有最好的力学性能。铁有最好的力学性能。铁有最好的力学性能。B B型石墨呈花朵状不均匀分布，外围的石墨片较型石墨呈花朵状不均匀分布，外围的石墨片较型石墨呈花朵状不均匀分布，外围的石墨片较型石墨呈花朵状不均匀分布，外围的石墨片较粗大，心部的石墨密集而细小，这种灰铸铁的力粗大，心部的石墨密集而细小，这种灰铸铁的力粗大，心部的石墨密集而细小，这种灰铸铁的力粗大，心部的石墨密集而细小，这种灰铸铁的力学性能不如学性能不如学性能不如学性能不如A A型石墨。型石墨。型石墨。型石墨。其他各种类型石墨由于分布和粗细不均匀，对力其他各种类型石墨由于分布和粗

27、细不均匀，对力其他各种类型石墨由于分布和粗细不均匀，对力其他各种类型石墨由于分布和粗细不均匀，对力学性能影响较大，耐磨性较低，应尽量避免和限学性能影响较大，耐磨性较低，应尽量避免和限学性能影响较大，耐磨性较低，应尽量避免和限学性能影响较大，耐磨性较低，应尽量避免和限制其数量。制其数量。制其数量。制其数量。1/5/202316n n(3)(3)化学成分化学成分化学成分化学成分 n n化学成分对铸铁耐磨性的影响是通过组织的改变而起作化学成分对铸铁耐磨性的影响是通过组织的改变而起作化学成分对铸铁耐磨性的影响是通过组织的改变而起作化学成分对铸铁耐磨性的影响是通过组织的改变而起作用的。用的。用的。用的。

28、碳和硅都是强烈促使石墨化元素，一定量的石墨对耐磨碳和硅都是强烈促使石墨化元素，一定量的石墨对耐磨碳和硅都是强烈促使石墨化元素，一定量的石墨对耐磨碳和硅都是强烈促使石墨化元素，一定量的石墨对耐磨性有好处，但过多碳含量促使石墨数量增多而降低铸铁性有好处，但过多碳含量促使石墨数量增多而降低铸铁性有好处，但过多碳含量促使石墨数量增多而降低铸铁性有好处，但过多碳含量促使石墨数量增多而降低铸铁的力学性能，导致耐磨性下降。的力学性能，导致耐磨性下降。的力学性能，导致耐磨性下降。的力学性能，导致耐磨性下降。锰是阻碍石墨化的元素。锰是阻碍石墨化的元素。锰是阻碍石墨化的元素。锰是阻碍石墨化的元素。含量较低时含量较

29、低时含量较低时含量较低时，主要作用是阻碍，主要作用是阻碍，主要作用是阻碍，主要作用是阻碍共析阶段石墨化，共析阶段石墨化，共析阶段石墨化，共析阶段石墨化，有利于获得珠光体基体铸铁有利于获得珠光体基体铸铁有利于获得珠光体基体铸铁有利于获得珠光体基体铸铁。锰还能。锰还能。锰还能。锰还能与硫化合与硫化合与硫化合与硫化合形成形成形成形成MnSMnS，可消除硫的有害影响，所以是，可消除硫的有害影响，所以是，可消除硫的有害影响，所以是，可消除硫的有害影响，所以是有益有益有益有益元素元素元素元素。但锰含量过高易产生游离渗碳体，带来不利影响。但锰含量过高易产生游离渗碳体，带来不利影响。但锰含量过高易产生游离渗碳

30、体，带来不利影响。但锰含量过高易产生游离渗碳体，带来不利影响。硫是有害元素，其含量通常应控制在硫是有害元素，其含量通常应控制在硫是有害元素，其含量通常应控制在硫是有害元素，其含量通常应控制在0.15%0.15%以下。以下。以下。以下。为进一步提高铸铁耐磨性，还可加入适量其他合金元素，为进一步提高铸铁耐磨性，还可加入适量其他合金元素，为进一步提高铸铁耐磨性，还可加入适量其他合金元素，为进一步提高铸铁耐磨性，还可加入适量其他合金元素，如镍、铬、铜、钛、钒、钨、钼、稀土等元素，以强化如镍、铬、铜、钛、钒、钨、钼、稀土等元素，以强化如镍、铬、铜、钛、钒、钨、钼、稀土等元素，以强化如镍、铬、铜、钛、钒、

31、钨、钼、稀土等元素，以强化基体或形成特殊的碳化物。基体或形成特殊的碳化物。基体或形成特殊的碳化物。基体或形成特殊的碳化物。1/5/2023172.耐磨铸铁的种类耐磨铸铁的种类 n n(1)(1)高磷合金铸铁高磷合金铸铁高磷合金铸铁高磷合金铸铁 n n 磷磷磷磷-铬铬铬铬-钼铸铁；钼铸铁；钼铸铁；钼铸铁；磷磷磷磷-铬铬铬铬-钼钼钼钼-铜铸铁；铜铸铁；铜铸铁；铜铸铁；磷磷磷磷-锑铸铁。锑铸铁。锑铸铁。锑铸铁。n n (2)(2)硼铸铁硼铸铁硼铸铁硼铸铁n n(3)(3)钒钛铸铁钒钛铸铁钒钛铸铁钒钛铸铁n n(4)(4)铬钼铜铸铁铬钼铜铸铁铬钼铜铸铁铬钼铜铸铁n n(5)(5)在磨料磨损条件下工作的

32、抗磨铸铁在磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁在磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁在磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁 n n 普通白口铸铁；普通白口铸铁；普通白口铸铁；普通白口铸铁；合金白口铸铁；合金白口铸铁；合金白口铸铁；合金白口铸铁；中锰球墨铸铁；中锰球墨铸铁；中锰球墨铸铁；中锰球墨铸铁；冷硬铸铁。冷硬铸铁。冷硬铸铁。冷硬铸铁。1/5/2023186.2 滑动轴承合金滑动轴承合金n n滑动轴承合金是一种典型的金属减摩材料，它的滑动轴承合金是一种典型的金属减摩材料，它的滑动轴承合金是一种典型的金属减摩材料，它的滑动轴承合金是一种典型的金属减摩材料，它的基本要求是具有较高耐磨性，同时又有很低的摩基本要求是具有较

33、高耐磨性，同时又有很低的摩基本要求是具有较高耐磨性，同时又有很低的摩基本要求是具有较高耐磨性，同时又有很低的摩擦系数擦系数擦系数擦系数，具体要求如下，具体要求如下，具体要求如下，具体要求如下:n n1)1)减摩性减摩性减摩性减摩性。即应具有低而稳定的摩擦系数。即应具有低而稳定的摩擦系数。即应具有低而稳定的摩擦系数。即应具有低而稳定的摩擦系数。n n2)2)耐磨性耐磨性耐磨性耐磨性。不仅减摩材料本身耐磨，而且对轴颈。不仅减摩材料本身耐磨，而且对轴颈。不仅减摩材料本身耐磨，而且对轴颈。不仅减摩材料本身耐磨，而且对轴颈的磨损也要小。的磨损也要小。的磨损也要小。的磨损也要小。n n3)3)顺应性和异物

34、嵌藏性顺应性和异物嵌藏性顺应性和异物嵌藏性顺应性和异物嵌藏性。材料表层应有一定的。材料表层应有一定的。材料表层应有一定的。材料表层应有一定的弹弹弹弹塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形能力，以减少安装和制造误差的影响。能力，以减少安装和制造误差的影响。能力，以减少安装和制造误差的影响。能力，以减少安装和制造误差的影响。嵌藏性嵌藏性嵌藏性嵌藏性是指油中杂质和外来的微粒能嵌入减摩合是指油中杂质和外来的微粒能嵌入减摩合是指油中杂质和外来的微粒能嵌入减摩合是指油中杂质和外来的微粒能嵌入减摩合金内而不至于划伤轴颈表面。金内而不至于划伤轴颈表面。金内而不至于划伤轴颈表面。金内而不至于划伤轴颈表面。6.2.1

35、对轴承合金的要求对轴承合金的要求1/5/202319n n4)4)足够的强度足够的强度足够的强度足够的强度。即有一定抗塑性变形的能力和良。即有一定抗塑性变形的能力和良。即有一定抗塑性变形的能力和良。即有一定抗塑性变形的能力和良好的抗疲劳性。好的抗疲劳性。好的抗疲劳性。好的抗疲劳性。n n5)5)良好的物理、化学性能良好的物理、化学性能良好的物理、化学性能良好的物理、化学性能。如应有高的导热性和。如应有高的导热性和。如应有高的导热性和。如应有高的导热性和热容量，热膨胀系数小，耐蚀性好，湿润性和亲热容量，热膨胀系数小，耐蚀性好，湿润性和亲热容量，热膨胀系数小，耐蚀性好，湿润性和亲热容量，热膨胀系数

36、小，耐蚀性好，湿润性和亲油性好等。油性好等。油性好等。油性好等。n n6)6)工艺性好，生产工艺简单，成本低。工艺性好，生产工艺简单，成本低。工艺性好，生产工艺简单，成本低。工艺性好，生产工艺简单，成本低。1/5/2023206.2.2 滑动轴承合金滑动轴承合金n n1.1.锡基轴承合金锡基轴承合金锡基轴承合金锡基轴承合金 n n锡基轴承合金又称锡基巴氏合金或称白合金锡基轴承合金又称锡基巴氏合金或称白合金锡基轴承合金又称锡基巴氏合金或称白合金锡基轴承合金又称锡基巴氏合金或称白合金。n n是在锡是在锡是在锡是在锡-锑合金基础上加铜的合金，分两类锑合金基础上加铜的合金，分两类锑合金基础上加铜的合金

37、，分两类锑合金基础上加铜的合金，分两类:铜的质量分数为铜的质量分数为铜的质量分数为铜的质量分数为0.5%-8%0.5%-8%，锑的质量分数少于，锑的质量分数少于，锑的质量分数少于，锑的质量分数少于8%8%。铜的质量分数为铜的质量分数为铜的质量分数为铜的质量分数为0.5%-8%0.5%-8%，锑的质量分数大于，锑的质量分数大于，锑的质量分数大于，锑的质量分数大于8%8%。1/5/202321锡基轴承合金的锡基轴承合金的特点与应用特点与应用n n优点：有良好的优点：有良好的优点：有良好的优点：有良好的减摩性减摩性减摩性减摩性，对轴颈的，对轴颈的，对轴颈的，对轴颈的顺应性、嵌藏顺应性、嵌藏顺应性、嵌

38、藏顺应性、嵌藏性好性好性好性好，耐蚀性高耐蚀性高耐蚀性高耐蚀性高，对钢背，对钢背，对钢背，对钢背(经镀锡经镀锡经镀锡经镀锡)和青铜的粘着和青铜的粘着和青铜的粘着和青铜的粘着性好。性好。性好。性好。n n缺点：抗疲劳强度较差。一般来说减摩合金厚度缺点：抗疲劳强度较差。一般来说减摩合金厚度缺点：抗疲劳强度较差。一般来说减摩合金厚度缺点：抗疲劳强度较差。一般来说减摩合金厚度愈薄，其疲劳寿命愈长，但不宜低于愈薄，其疲劳寿命愈长，但不宜低于愈薄，其疲劳寿命愈长，但不宜低于愈薄，其疲劳寿命愈长，但不宜低于3 mm3 mm。n n应用：广泛用作柴油机的轴承材料应用：广泛用作柴油机的轴承材料应用：广泛用作柴油

39、机的轴承材料应用：广泛用作柴油机的轴承材料。1/5/202322n n2.2.铅基轴承合金铅基轴承合金铅基轴承合金铅基轴承合金 n n又称又称又称又称铅基巴氏合金铅基巴氏合金铅基巴氏合金铅基巴氏合金，是以铅锑为基础的合金。，是以铅锑为基础的合金。，是以铅锑为基础的合金。，是以铅锑为基础的合金。n n二元铅锑合金性能不好，常加入一些其他元素，以提高性二元铅锑合金性能不好，常加入一些其他元素，以提高性二元铅锑合金性能不好，常加入一些其他元素，以提高性二元铅锑合金性能不好，常加入一些其他元素，以提高性能。能。能。能。n n加加加加6%-16%6%-16%的锡，既能溶于固溶体，提高强度、硬度，又的锡，

40、既能溶于固溶体，提高强度、硬度，又的锡，既能溶于固溶体，提高强度、硬度，又的锡，既能溶于固溶体，提高强度、硬度，又能形成金属化合物硬质点，提高合金耐磨性，还能改善耐能形成金属化合物硬质点，提高合金耐磨性，还能改善耐能形成金属化合物硬质点，提高合金耐磨性，还能改善耐能形成金属化合物硬质点，提高合金耐磨性，还能改善耐蚀性及合金与钢背的结合强度。蚀性及合金与钢背的结合强度。蚀性及合金与钢背的结合强度。蚀性及合金与钢背的结合强度。n n可加可加可加可加1%-2%1%-2%的的的的CuCu，形成化合物，形成化合物，形成化合物，形成化合物Cu6Sn5Cu6Sn5，防止比重偏析，防止比重偏析，防止比重偏析，

41、防止比重偏析，同时起硬质点作用。同时起硬质点作用。同时起硬质点作用。同时起硬质点作用。n n特点与应用：特点与应用：特点与应用：特点与应用：与锡基轴承合金相比，强度、硬度、耐磨性与锡基轴承合金相比，强度、硬度、耐磨性与锡基轴承合金相比，强度、硬度、耐磨性与锡基轴承合金相比，强度、硬度、耐磨性及冲击韧性都较低。用于低速、低载荷或静载下工作的中及冲击韧性都较低。用于低速、低载荷或静载下工作的中及冲击韧性都较低。用于低速、低载荷或静载下工作的中及冲击韧性都较低。用于低速、低载荷或静载下工作的中载荷机械设备的轴承。载荷机械设备的轴承。载荷机械设备的轴承。载荷机械设备的轴承。1/5/202323n n3

42、.3.铜基轴承合金铜基轴承合金铜基轴承合金铜基轴承合金 n n分为分为分为分为铜锡合金铜锡合金铜锡合金铜锡合金(锡青铜锡青铜锡青铜锡青铜)和铜铅合金和铜铅合金和铜铅合金和铜铅合金(铅青铜铅青铜铅青铜铅青铜)。n n(1)(1)锡青铜锡青铜锡青铜锡青铜 n n锡含量通常为锡含量通常为锡含量通常为锡含量通常为7%-8%7%-8%，有时达，有时达，有时达，有时达15%15%。为单相组。为单相组。为单相组。为单相组织，减摩性差。织，减摩性差。织，减摩性差。织，减摩性差。需另加一些合金元素形成多相组需另加一些合金元素形成多相组需另加一些合金元素形成多相组需另加一些合金元素形成多相组织，改善减摩性织，改善

43、减摩性织，改善减摩性织，改善减摩性。加适量的铅、锌或磷后，锡在铜或其他合金元素中能形加适量的铅、锌或磷后，锡在铜或其他合金元素中能形加适量的铅、锌或磷后，锡在铜或其他合金元素中能形加适量的铅、锌或磷后，锡在铜或其他合金元素中能形成成成成 相以及金属间化合物相以及金属间化合物相以及金属间化合物相以及金属间化合物Cu3Sn6Cu3Sn6，增加合金的抗粘着性，增加合金的抗粘着性，增加合金的抗粘着性，增加合金的抗粘着性和顺应性；和顺应性；和顺应性；和顺应性；加锌可提高合金塑性和铸造流动性，但强度和硬度有所加锌可提高合金塑性和铸造流动性，但强度和硬度有所加锌可提高合金塑性和铸造流动性，但强度和硬度有所加

44、锌可提高合金塑性和铸造流动性，但强度和硬度有所下降；下降；下降；下降；加磷可形成硬化相如加磷可形成硬化相如加磷可形成硬化相如加磷可形成硬化相如Cu3PCu3P等。等。等。等。1/5/202324n n(2)(2)铅青铜铅青铜铅青铜铅青铜 n n铅含量通常为铅含量通常为铅含量通常为铅含量通常为15%-30%15%-30%，锡含量为，锡含量为，锡含量为，锡含量为3%-10%3%-10%。n n铅与铜互溶度小，组织特点是硬的铜基体上分布铅与铜互溶度小，组织特点是硬的铜基体上分布铅与铜互溶度小，组织特点是硬的铜基体上分布铅与铜互溶度小，组织特点是硬的铜基体上分布着软的铅质点。着软的铅质点。着软的铅质点

45、。着软的铅质点。n n铅含量增加，自润滑性、抗粘着性、顺应性及嵌铅含量增加，自润滑性、抗粘着性、顺应性及嵌铅含量增加，自润滑性、抗粘着性、顺应性及嵌铅含量增加，自润滑性、抗粘着性、顺应性及嵌藏性均提高，但抗疲劳性能下降，偏析倾向增大。藏性均提高，但抗疲劳性能下降，偏析倾向增大。藏性均提高，但抗疲劳性能下降，偏析倾向增大。藏性均提高，但抗疲劳性能下降，偏析倾向增大。n n突出优点：突出优点：突出优点：突出优点：承载能力大，耐疲劳性能好，工作温承载能力大，耐疲劳性能好，工作温承载能力大，耐疲劳性能好，工作温承载能力大，耐疲劳性能好，工作温度可达度可达度可达度可达250250以上。以上。以上。以上。

46、n n应用：适用于高载荷、高速度的轴承。如大功率应用：适用于高载荷、高速度的轴承。如大功率应用：适用于高载荷、高速度的轴承。如大功率应用：适用于高载荷、高速度的轴承。如大功率航空发动机、汽车发动机及其他机械的高压、高航空发动机、汽车发动机及其他机械的高压、高航空发动机、汽车发动机及其他机械的高压、高航空发动机、汽车发动机及其他机械的高压、高速下工作的轴承。速下工作的轴承。速下工作的轴承。速下工作的轴承。1/5/202325n n铅青铜的缺点铅青铜的缺点：对轴颈的顺应性和嵌藏性差，故对轴颈的相对磨损较大对轴颈的顺应性和嵌藏性差，故对轴颈的相对磨损较大对轴颈的顺应性和嵌藏性差，故对轴颈的相对磨损较

47、大对轴颈的顺应性和嵌藏性差，故对轴颈的相对磨损较大，所以与铅青铜相匹配的轴颈表面硬度所以与铅青铜相匹配的轴颈表面硬度所以与铅青铜相匹配的轴颈表面硬度所以与铅青铜相匹配的轴颈表面硬度 300 HB 300 HB为宜。为宜。为宜。为宜。增加铅量，减摩性能增强，但强度降低增加铅量，减摩性能增强，但强度降低增加铅量，减摩性能增强，但强度降低增加铅量，减摩性能增强，但强度降低，因此常浇铸在，因此常浇铸在，因此常浇铸在，因此常浇铸在钢带上，或将铜、铅粉末混合后烧结并粘合到钢带上，钢带上，或将铜、铅粉末混合后烧结并粘合到钢带上，钢带上，或将铜、铅粉末混合后烧结并粘合到钢带上，钢带上，或将铜、铅粉末混合后烧结

48、并粘合到钢带上，制成双金属轴承。制成双金属轴承。制成双金属轴承。制成双金属轴承。铅青铜轴承间隙要选大些，应为巴氏合金的两倍。铅青铜轴承间隙要选大些，应为巴氏合金的两倍。铅青铜轴承间隙要选大些，应为巴氏合金的两倍。铅青铜轴承间隙要选大些，应为巴氏合金的两倍。铅青铜耐蚀性差铅青铜耐蚀性差铅青铜耐蚀性差铅青铜耐蚀性差，易受润滑油中有机酸的腐蚀。为此，易受润滑油中有机酸的腐蚀。为此，易受润滑油中有机酸的腐蚀。为此，易受润滑油中有机酸的腐蚀。为此，可在铅青铜合金表面电镀一层可在铅青铜合金表面电镀一层可在铅青铜合金表面电镀一层可在铅青铜合金表面电镀一层0.25-0.5 mm0.25-0.5 mm、含锡、含

49、锡、含锡、含锡12%12%的的的的铅锡合金层，以提高其嵌藏性、顺应性及耐蚀性。铅锡合金层，以提高其嵌藏性、顺应性及耐蚀性。铅锡合金层，以提高其嵌藏性、顺应性及耐蚀性。铅锡合金层，以提高其嵌藏性、顺应性及耐蚀性。铅青铜浇铸时，铅青铜浇铸时，铅青铜浇铸时，铅青铜浇铸时，易产生比重偏析易产生比重偏析易产生比重偏析易产生比重偏析。为此，。为此，。为此，。为此，可加入适量的可加入适量的可加入适量的可加入适量的镍、锑等镍、锑等镍、锑等镍、锑等元素，阻止铅的积聚；同时可增大元素，阻止铅的积聚；同时可增大元素，阻止铅的积聚；同时可增大元素，阻止铅的积聚；同时可增大冷却速度冷却速度冷却速度冷却速度，以减轻比重偏

50、析。以减轻比重偏析。以减轻比重偏析。以减轻比重偏析。1/5/202326n n4.铝基轴承合金铝基轴承合金 n n铝基轴承合金是随着近代发动机向高速、高压、铝基轴承合金是随着近代发动机向高速、高压、铝基轴承合金是随着近代发动机向高速、高压、铝基轴承合金是随着近代发动机向高速、高压、重载方向发展而出现的一种重载方向发展而出现的一种重载方向发展而出现的一种重载方向发展而出现的一种新型滑动轴承合金新型滑动轴承合金新型滑动轴承合金新型滑动轴承合金。n n优点：优点：优点：优点：密度小、导热性好、承载强度和疲劳强度密度小、导热性好、承载强度和疲劳强度密度小、导热性好、承载强度和疲劳强度密度小、导热性好、