轴承常用的特殊材质

非金属材料中应用最多的是各种塑料（聚合物材料），如酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是：与许多化学物质不起反应，抗腐蚀能力特别强；具有一定的自润滑性，可以在无润滑条件下工作，在高温条件下具有一定的润滑能力；嵌入性好；减摩性及耐磨性都比较好。选择聚合物作轴承材料时，必须注意下述一些问题：由于聚合物的热传导能力只有钢的百分之几，因此，必须考虑摩擦热的消散问题，它严格限制着聚合物轴承的工作转速及压力值。又因聚合物的线胀系数比钢大得多，因此，聚合物轴承与钢制轴颈的间隙应该比金属轴承的间隙大。此外，聚合物材料的强度和屈服极限较低，因而在装配和工作时能承受的载荷有限。又由于聚合物材料在常温条件下会出现蠕变现象，因而不宜用来制作间隙要求严格的轴承。碳石墨可作为不良环境中的轴承材料，其中石墨含量愈多，材料愈软，摩擦系数愈小。可在碳石墨材料中加入金属、聚四氟乙烯或二硫化钼组分，也可以浸渍液体润滑剂。碳石墨轴承具有自润性，它的自润性和减摩性取决于吸附的水蒸气量。碳石墨和含有碳氢化合物的润滑剂有亲和力，加入润滑剂有助于提高其边界润滑性能。此外，它还可以作水润滑的轴承材料。轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等都被成为金属材料。其中，轴承合金又称白合金，主要是铅、锡、锑或其它金属的合金，它可以在重载、高速等情况下，强度较小。其原因是因为它的特点，耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好。但是，由于它的价格较贵，所以，在使用时，必须浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。轴承合金是锡、铅、锑、铜的合金，它以锡或铅作基体，其内含有锑锡（SbSn）、铜锡（CuSn）的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，软基体则增加材料的塑性。轴承合金的弹性模量和弹性极限都很低，在所有轴承材料中，它的嵌入性及摩擦顺应性最好，很容易和轴颈磨合，也不易与轴颈发生咬粘。但轴承合金的强度很很低，不能单独制作轴瓦，只能贴附在青铜、钢或铸铁轴瓦上作轴承衬。轴承合金适用于重载、中高速场合，价格较贵。铜合金具有较高的强度，较好的减摩性和耐磨性。青铜的性能比黄铜好，是最常用的材料。青铜有锡青铜、铅青铜和铝青铜等几种，其中锡青铜的减摩性最好，应用较广。但锡青铜比轴承合金硬度高，磨合性及嵌入性差，适用于重载及中速场合。铅青铜抗粘附能力强，适用于高速、重载轴承。铝青铜的强度及硬度较高，抗粘附能力较差，适用于低速、重载轴承。铝基轴承合金有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度，摩擦性能亦较好。这些品质使铝基合金在部分领域取代了较贵的轴承合金和青铜。铝基合金可以制成单金属零件（如轴套、轴承等），也可制成双金属零件，双金属轴瓦以铝基合金为轴承衬，以钢作衬背。普通灰铁或加有镍、铬 、钛等合金成分的耐磨灰铸铁，或者球墨铸铁，都可以用作轴承材料。这类材料中的片状或球状石墨在材料表面上覆盖后，可以形成一层起润滑作用的石墨层，故具有一定的减摩性和耐磨性。此外，石墨能吸附碳氢化合物，有助于提高边界润滑性能，故采用灰铸铁作轴承材料时，应加润滑油。由于铸铁性脆、磨合性差，故只适用于轻载低速和不受冲击载荷的场合。