粉末冶金减摩材料具有良好的自润滑性能和较高的耐热性能,因而应用范围比常规铸造金属或塑料减摩材料更为广泛,能在缺油甚至无油润滑的干摩擦条件下,或在高速、高载荷、高温、高真空等极限条件下工作。
粉末冶金减摩材料
采用粉末冶金技术制造,具有低摩擦系数的金属材料,或金属和非金属的复合材料。又称烧结减摩材料。
- 英文名称
- powder metallurgy anti-friction materials
- 又称
- 烧结减摩材料
- 所属学科
- 冶金工程
早在1870年就有关于利用含油的多孔金属制作轴承的专利记载。含油多孔金属轴承是重要的粉末冶金减摩材料制品。在1910年前后出现了用石墨还原氧化铜和氧化锡制成的多孔青铜石墨含油轴承。铜基含油轴承于20世纪20年代开始投入批量生产。至50年代,其品种、产量和应用范围大为扩展,已成为广泛应用的重要减摩部件。60年代以来,科学技术发展对减摩材料提出了更高的综合性能要求,研制了以不同合金为基体、含多种固体润滑剂组元的粉末冶金减摩材料。
按制造方法分为烧结整体减摩材料和烧结双金属材料两大类。
①烧结整体减摩材料。这类材料采用传统压制、烧结法制备,在材料中浸有润滑油或加有固体润滑剂,主要有金属多孔含油轴承(图1)、金属-塑料复合减摩材料和金属-固体润滑剂复合减摩材料,应用于轻中等载荷。采用的固体润滑剂通常有石墨、MoS2、WS2、PbS、PbO、FeS、CuS、BN、聚四氟乙烯、铅锡合金、金、银、CaF2、BaF2等。润滑剂均匀分布在金属基体中,在相对运动的摩擦面之间形成稳定而连续的润滑膜,使摩擦系数降低。金属多孔含油轴承基体金属以铜基和铁基的产量最大,应用最广,主要有多孔青铜、多孔铁、铅青铜、青铜-石墨、铁-石墨等系列。金属-塑料复合减摩材料是将工程塑料(一般用聚四氟乙烯)渗入烧结金属多孔体中制成,兼有工程塑料的优良减摩性、耐蚀性和金属基体优良的物理力学性能。金属-固体润滑剂复合减摩材料适用广泛,尤其适合于高温、高真空、高载荷、高速以及低温、强腐蚀、强辐照等特殊场合。
②烧结双金属材料(图2)。以钢背为基底,在钢背上烧结一层厚度均匀的减摩材料,再经轧制复合而成,其荷载能力大,应用于重载轴承。依据烧结减摩材料的不同分为铜铅合金(铅青铜)、多孔铜镍合金(孔隙中浸渍巴氏合金)、多孔锡青铜(孔隙中浸渍低熔点减摩合金)。在此基础上,进一步发展了由钢背、多孔青铜层及塑料覆盖层组成的三层减摩复合材料。以聚四氟乙烯和铅混合物或聚四氟乙烯和二硫化钼混合物做润滑剂的三层减摩复合材料称DU材料,以聚甲醛做润滑剂的三层减摩复合材料称DX材料。这种三层减摩复合材料具有机械强度高、摩擦系数低和使用温度范围宽等优点,已广泛应用于汽车、农业机械和工程机械等。
条目图册
扩展阅读
- 阮建明,黄培云.粉末冶金原理.北京:机械工业出版社,2012.