来源：财易通

01　轴承合金的性能要求

滑动轴承是汽车、拖拉机、机床等机械制造工业中用以支承轴进行工作的零件，是由轴瓦和轴套组成的。制造轴瓦以及内衬的耐磨合金叫做轴承合金。轴在轴瓦中高速旋转时，必然发生强烈摩擦，同时轴瓦还要承受轴颈传给它的周期性负荷。因此必然造成轴和轴瓦的磨损。轴通常造价昂贵，经常更换不经济。选择满足一定性能要求的轴承合金可以确保轴的Z小磨损。

轴承合金应具备的性能：

① 耐磨并且具有较小的摩擦因数，以减少轴的磨损。

② 有较高的疲劳强度和抗压强度，以承受巨大的周期性负荷。

③ 有足够的塑形和韧性，以抵抗冲击和振动，并改善轴和轴瓦的磨合性能。

④ 有良好的导热性和耐蚀性，以防轴瓦和轴因强烈摩擦升温而发生咬合，并能抵抗润滑油的侵蚀。

在合金组织中，如在软基体上均匀分布一定大小的硬质点（或在硬基体上分布一定的软质点），则基本上能满足上述性能要求。当轴在轴承中运转时，软基体（或质点）易于磨损而凹陷，而硬基体（或质点）则凸出起承载和耐磨作用。这样，轴和轴瓦的接触面积减少，其间空隙可贮存润滑油，降低了轴和轴承的摩擦因数，减少了磨损。软基体或质点可以承受冲击和振动并使轴和轴瓦很好地磨合。此外，软基体或质点可嵌藏偶然进入的外来硬质点，以免擦伤轴颈。

常用轴承合金，按其主要化学成分可分为锡基、铅基、铝基、铜基和铁基。其中，锡基和铅基轴承合金又称巴氏合金，是应用Z广的轴承合金。

02　锡基轴承合金

锡基轴承合金是以锡为主加入少量锑、铜等元素组成的合金。Z常用的锡基轴承合金是ZSnSb11Cu6，合金中约含WSb=11%的Sb、WCu=6%的Cu，剩余的为Sn。Sb和Cu溶解于Sn中的α固溶体是软基体（图1中黑色部分），而Sn和Sb、Cu形成的化合物Cu3Sn（图1中白色针状或星状）及SnSb（白色方块或多边状）是硬质点。当WCu=6%时，形成高熔点化合物Cu3Sn，可以阻止以SnSb为基的固溶体在溶液中上浮，防止比重偏析，同时也能提高合金的耐磨性。

图1 ZSnSb11Cu6合金显微组织

锡基轴承合金摩擦因数小，塑性和导热性好，是优良的减摩材料，应用于Z重要的轴承上，如用来浇注汽轮机、发动机、压气机等重型机器的高速轴承，工作温度不超过150℃。

锡基轴承合金的强度，尤其是疲劳强度较低，生产上常采用双金属轴承，即采用离心浇注法，在低碳钢轴瓦上浇注一薄层锡基轴承合金，提高了轴承的强度和寿命，而且节省了大量锡基轴承合金。

03　铅基轴承合金

铅基轴承合金是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元素组成的合金，可作锡基轴承合金的代用品。其中以Pb-Sb系合金应用Z广。

Pb-Sb二元合金相图（图2）具有共晶型转变。共晶成分中WSb为11.2%。图中Sb含量在17.5%~20%间为合金的室温组织，由初生β相硬质点和（α+β）共晶软基体组成。但是由于二元Pb-Sb合金同样有严重偏析，而且β相很脆，易破碎，基体又太软，易磨损，因此Pb-Sb合金还加入Cu、Sn等其他元素。加Cu可形成Cu3Sn，防止比重偏析，还可形成Cu2Sb硬质点，提高合金耐磨性。加Sn能形成金属化合物SnSb硬质点，它能大量溶解于铅中而强化基体，故可提高合金的强度和耐磨性。ZPbSb16Sn16Cu2是工业中Z常用的铅基轴承合金，其WSb=16%、WSn=16%、WCu=2%，属于过共晶合金。其组织中的（α+β）共晶体是软基体，白色方块为化合物SnSb，白色针状晶体是化合物Cu3Sn。初生的β化合物Cu2Sn、SnSb是合金中的硬质点（见图3）。

图2 Pb-Sb合金相图

图3 ZPbSb16Sn16Cu2的显微组织

铅基轴承合金可以制成双层或三层金属结构，其强度、硬度和耐磨性虽低于锡基轴承合金，但由于锡含量减少，成本降低。此外铸造性能及耐磨性较好，一般用于制造中、低载荷的轴瓦，如汽车、拖拉机曲轴轴承。

04　铝基轴承合金

铝基轴承合金是20世纪60年代发展起来的一种新型减摩材料。我国也逐渐用它代替锡基、铅基和铜基轴承合金，因而大量节约了工业用铜。铝僚轴承合金资源丰富，价格低廉，疲劳强度高，导热性能好，其耐蚀性也不亚于锡锑巴氏合金。因此铝基轴承合金广泛用于高速度、高载荷下工作的汽车、拖拉机的柴油机轴承。

常用的铝基轴承合金有Al-Sb轴承合金和Al-Sn轴承合金。

（一） Al-Sb轴承合金

其成分中WSb=3.5%~5%、WMg=0.3%~0.7%