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石墨轴承资料的种类与常见缺点及原因解析
1、石墨轴承资料的种类与常见缺点及原因解析
    石墨轴承资料是影响轴承功能和运用寿数的关键因素。根据不同的分类规范，石墨轴承资料能够分为金属资料、多孔质金属资料和非金属资料三大类别。其间，金属资料，特别是轴承钢，是日常日子中最为常见的轴承资料。接下来，咱们将深入探讨轴承资料的种类，并分享有关轴承资料常见缺点及其原因的解析，旨在为读者提供有利的参阅和帮助。
2、金属资料
    轴承资猜中，金属资料占有着重要位置，包含轴承合金、青铜、铝基合金以及锌基合金等。其间，轴承合金，也被称为白合金，首要由铅、锡、锑或其他金属制成，它具备超卓的耐磨性、塑性、导热性以及与油的吸附性。尽管价格相对较高，但这种资料在重载和高速环境下表现超卓。
（1）轴承合金
    轴承合金是锡、铅、锑和铜的合金，其特性在于锡或铅基体中融入了锑锡和铜锡的硬晶粒。这些硬晶粒在抗磨方面发挥着关键效果，而软基体则增强了资料的塑性。轴承合金的弹性模量和弹性极限较低，使得它在所有轴承资猜中具有最佳的嵌入性和冲突顺应性。这使得轴承合金能够轻松与轴颈磨合，并削减与轴颈的咬粘现象。然而，因为其强度较低，轴承合金通常不能独自制作轴瓦，而是需求附着在青铜、钢或铸铁轴瓦上作为轴承衬运用。
（2）铜合金
    铜合金以其高强度和杰出的减摩性及耐磨性而出名。青铜，作为其间一种常见的铜合金，其功能尤为超卓，常被用于各种应用场合。锡青铜因其超卓的减摩性而广泛应用于各种场合；铅青铜则因其抗粘附才能强而适用于高速和重载轴承；铝青铜尽管抗粘附才能稍差，但其高强度和高硬度使其在低速和重载条件下表现超卓。
（3）铝基合金
    铝基轴承合金兼具超卓的耐蚀性和较高的疲惫强度，一起其冲突功能也相当超卓。这些特性使得铝基合金在某些领域能够替代价格较高的轴承合金和青铜。此外，铝基合金既可制成单金属零件（如轴套和轴承），也可与钢结合制成双金属零件。
（4）灰铸铁及耐磨铸铁
    这两种资料尽管不属于严厉意义上的金属资料范畴，但它们在轴承制造中也有着不可或缺的位置。灰铸铁以其杰出的铸造功能和耐磨性遭到青睐；而耐磨铸铁则以其超卓的耐磨性在重载场合下发挥着关键效果。
    一般灰铁以及加入镍、铬、钛等合金成分的耐磨灰铸铁，乃至是球墨铸铁，都能够被用作轴承资料。在这些资猜中，片状或球状的石墨在资料表面构成掩盖后，能够构建出一层具有光滑效果的石墨层，然后赋予了它们必定的减摩性和耐磨性。一起，石墨对于碳氢化合物的吸附才能有助于提高鸿沟光滑的功能。因而，在选用灰铸铁作为轴承资料时，光滑油的添加是必不可少的。然而，因为铸铁资料的脆性以及较差的磨合性，它首要适用于轻载、低速且不受冲击载荷影响的场合。
3、非金属资料
    在非金属资猜中，塑料（聚合物资料）的应用最为广泛，例如酚醛树脂、尼龙和聚四氟乙烯等。这些聚合物资料具有超卓的化学稳定性、自光滑性以及杰出的嵌入性、减摩性和耐磨性。然而，选择聚合物作为轴承资料时，需求充分考虑其热传导才能相对较弱的问题，这在必定程度上约束了聚合物轴承的作业转速和压力范围。此外，因为聚合物的线胀系数远大于钢，因而聚合物轴承与钢制轴颈之间的空隙规划需求相应增大。一起，聚合物资料的强度和屈从极限较低，使得其能接受的载荷有限。另外，常温下的蠕变现象也是聚合物资料的一个潜在问题，因而它不合适用于制作对空隙要求严厉的轴承。
    碳-石墨资料在不良环境中表现超卓，其冲突系数随石墨含量的添加而下降。这种资料能够与金属、聚四氟乙烯或二硫化钼等组分结合，或者通过浸渍液体光滑剂来进一步优化功能。碳-石墨轴承具有自润性，其自润性和减摩性遭到吸附水蒸气量的影响。此外，它还能与含碳氢化合物的光滑剂发生亲和力，然后提高鸿沟光滑功能。特别值得一提的是，碳-石墨资料还能够作为水光滑轴承运用。
    橡胶首要适用于以水为光滑剂且环境较为脏污的场合。而木材则因其多孔质结构而具有优异的物理功能，通过填充剂能够进一步改进其尺寸稳定性和吸湿性，并提高强度。木材制成的轴承特别合适在灰尘极多的环境中作业。
4、多孔质金属资料
    多孔质金属资料是通过不同金属粉末的限制和烧结工艺制成的轴承资料。其明显特点是由孔隙构成的多孔结构，这些孔隙占有了资料体积的10%~35%。在运用前，轴瓦会被浸入热油中数小时，以保证孔隙内充分充满光滑油。因而，这种资料制成的轴承被称为含油轴承，并展现出杰出的自光滑性。在工作时，轴颈的转动和轴承发热引起的光滑油膨胀会促进油进入冲突表面，起到光滑效果。而在非作业状态下，毛细管效果会招引光滑油回到轴承内部，使得轴承在长时间内无需额定光滑即可坚持杰出功能。若定期供油，则运用效果更佳。但需注意，因为多孔质金属资料的耐性相对较小，因而它最合适用于平稳且无冲击载荷、以及中低速度的环境中。常见的应用包含多孔铁制成的磨粉机轴套、机床油泵衬套，以及多孔质青铜在电唱机、电风扇、纺织机械和轿车发电机轴承中的运用。我国已有专门出产含油轴承的工厂，可根据规划需求进行选择。
5、偏析现象
    在多孔质金属资料的制造过程中，有时会出现一种称为“偏析”的现象。这是因为金属粉末在限制和烧结时，不同成分的金属粉末在资猜中的散布不均匀所导致的。这种偏析现象或许会对资料的功能发生必定的影响，因而在出产过程中需求采纳措施进行操控。
6、偏析现象
    在多孔质金属资料的制造过程中，偏析现象的查看与鉴定至关重要。首先，咱们选用热酸洗的办法进行查看，具体步骤如下：将试样浸泡在50%的工业盐酸水溶液中，操控酸洗温度在6580°C范围内，酸洗时间持续3040分钟。随后，取出试样，用碱水中和，并用80°C的热清水进行冲刷。最后，在试样的横截面上，咱们用肉眼或扩大镜进行调查，以判别是否存在偏析现象。
    偏析现象的鉴定则根据GB/T18254 - 2002规范中的第3等级图或美国规范ASTM E381的规则进行。这种偏析现象的发生，首要归因于钢锭在冷凝过程中，钢种合金元素与杂质元素的分散速度不一致，然后引发的成分不均现象。
7、疏松现象
    在多孔质金属资料的制造过程中，除了偏析现象外，疏松现象也是一个需求关注的问题。疏松现象指的是资料内部存在多孔性结构，这种结构或许导致资料功能的下降。为了查看和鉴定疏松现象，咱们通常选用金相查验的办法。通过调查资料的显微组织，咱们能够判别是否存在疏松现象，并评价其严峻程度。
    查看疏松现象的办法是选用热酸洗技术。具体来说，将试样浸泡在50%的工业盐酸水溶液中，操控酸洗温度在6580°C范围内，并持续酸洗3040分钟。随后，取出试样用碱水中和，并用80°C的热水彻底冲刷。最后，在试样的横截面上，用肉眼或扩大镜仔细调查。
    鉴定疏松现象的规范能够参阅GB/T18254-2002中的第1, 2等级图或美国规范ASTME381的规则。疏松现象的发生首要归因于钢锭在冷凝过程中，因为体积缩短而构成的细微孔隙。这些孔隙的散布与钢锭的冷凝速度密切相关，根据孔隙的散布状况，疏松现象可分为一般疏松和中心疏松两类。
8、碳化物散布的不均匀性：
查看办法：
    对于淬火试样，通过金相磨抛处理后，选用4%硝酸酒精进行深度腐蚀。在纵向试样上，于100倍扩大镜下调查碳化物液析现象；一起，结合100倍和500倍的扩大倍数，对碳化物带状现象进行调查，并根据碳化物的聚集程度、巨细和形状进行综合鉴定。此外，碳化物网状现象则在横向试样扩大500倍后进行调查。
鉴定规范：
    参照GB/T1 8254-2002规范，碳化物液析现象根据第9等级图进行鉴定，碳化物带状现象则根据第8等级图，而碳化物网状现象则参照7等级图或德国规范DIN,SEP1520的规则。
发生原因：
    碳化物液析现象首要发生在钢锭结晶过程中，因为冷却速度较慢，导致碳的枝晶偏析严峻，然后构成一次碳化物。这种碳化物在后续的冷热加工过程中难以消除。碳化物带状现象与液析类似，也是因为一次碳化物在铸造或轧制过程中被破碎成小块，并沿轧制方向呈条带状散布。而碳化物网状现象则是在钢材铸造或轧制后的冷却阶段出现，因为冷却速度过慢，使得碳化物沿晶界分出并构成网状结构。
9、非金属夹杂物的影响：
    在金属资猜中，非金属夹杂物是一种常见的缺点。这些夹杂物或许来源于原资猜中的杂质、锻炼过程中的熔渣或炉衬侵蚀物等。它们的存在会严峻影响资料的功能，如下降资料的强度、耐性和疲惫寿数等。因而，在金属资料的出产过程中，需求采纳一系列措施来削减或消除这些非金属夹杂物的影响。
    查看办法：将试样通过淬火和磨抛处理后，需保证抛光面与轧制方向坚持一致，随后在扩大100倍的显微镜下进行调查。
    鉴定规范：参照GB/T18254-2002规范中的第4等级图进行鉴定，或根据ASTM E45的规则进行鉴定。
    发生原因：在钢的锻炼和浇铸过程中，因为钢液内部成分间的反应、钢液与炉气和容器的化学反应，以及钢液在冷凝时温度下降和溶解度减小导致的非金属产物分出，这些产物便构成了非金属夹杂物。根据夹杂物的不同类型，可分为A型（硫化物）、B型（氧化铝）、C型（硅酸盐）、D型（点状不变形）以及Ds类（大颗粒夹杂物，直径大于13μm）。