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自润滑轴承材料--铸造青铜
铜是一种古老的金属,铜的发现与使用技术是我国古代文明的重要组成部分.出土最早的
铸造铜刀,是中国4800年以前生产的.龙山文化时期,已能人工冶炼红铜和铜合金,并掌握了铸
造、锻造和退火工艺。本文主要介绍自润滑轴承基体材质中几种常用青铜的类型、成分和物
理性能。
青铜是以Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr、Ag、Fe、Mg、Te等为主要合金元素的
铜合金，可以分为加工青铜与铸造青铜两大类。按合金元素名称可将青铜细分问锡青铜、铝
青铜等。在滑动轴承中既有用作主要基体材料的，也有作为减磨层覆盖在轴承摩擦面的。
一、基本类型
1、锡青铜
工业锡青铜除主要合金元素外，还含有一定量的P、Zn、Pb、Ni等。锡青铜抗腐蚀与耐
磨性强，力学性能与工艺性能相当好。
特点：
1）、在液态时，Sn易与O形成SnO这是一种硬脆的化合物，因此因充分脱氧，以免形
2，
成SnO降低合金的力学性能。
2，
2）、锡青铜在凝固时会产生严重的枝晶偏析，在压力加工之前须进行均匀化退火，但由
于Sn在Cu中扩散缓慢，需经过多次的均匀化退火与交给你个才能完全消除这种偏析。
3）、锡青铜对过热气体不敏感，可焊接性能良好
4）、锡青铜无磁性，无低温脆性，耐磨性和抗蚀性高，冲击时不产生火花。
合金元素及杂质对锡青铜的性能影响：
在锡青铜中的Pb、P既可能是合金元素也可能是杂质元素，Zn则是一种合金元素，Sb、
Si、Al、S、Fe、Bi等则是杂质元素。
磷的影响：磷是铜合金的有效脱氧剂，提高锡青铜的流动性，缺点是加大铸锭的逆偏析。
加工锡磷青铜是的磷含量一般不超过0.45%，因为磷含量大于0.5%时在637℃左右会发生共
晶-包晶反应，易引起热脆。合金的磷含量大于0.3%时，组织中会出现铜与铜的磷化物（）
Cu3P
组成的共晶体。（例如：GB/T2040中QSn6.5-0.1，）。
鋅的影响：鋅在锡青铜α相固溶体重的溶解难度大。因此，Cu-Sn-Zn加工其它为单相α
固溶体，Zn提高合金的流动性，缩小结晶温度区间，减轻逆偏析，而对起组织与性能无大
的影响。Zn在加工锡青铜中的含量一般不大于5%(例如：GB/T1176中ZCuSn5Pb5Zn5)。
铅的影响：Pb在锡青铜中的含量不超过5%，它不固溶与α相，以游离状态存在，呈黑色
质点分布于枝晶之间，但分布不均匀。Pb作为一种软的相，能降低锡青铜的摩擦系数改善
耐磨性能（双金属轴承的减磨层一般都采用含铅的锡青铜层），提高可切削性能，但会使合
金的力学性能下降。
铁的影响：Fe是青铜的杂质，其最大含量为0.05%，有细化晶粒，延缓再结晶的过程，
提高强度与硬度作用。但含量不得超过极限值，否则会形成过多的富铁相，降低合金的抗蚀
性与工艺性能
锰的影响：锰与硅是锡青铜中的有害杂质之一，对其含量应该十分严格的控制，不得大于
0.002%。锰易氧化生成氧化物，降低合金的熔体流动性，而在凝固后又分布于晶界上，削
弱晶间结合，使其强度下降。
化学性能：锡青铜在海水与大气环境中很稳定，对海水的抗蚀性比紫铜、黄铜要强很多。
含7%~9%Sn、0.7%~1.3%Al和0.1%~0.2%Si的锡青铜可在被污染的海水中应用。Sn能明显
提高锡青铜的还是的抗蚀性，Ni也有提高的效果，但Pb则有负作用。
2、铝青铜
铝青铜的主要合金元素为Al，可以分为简单铝青铜（既二元合金）和复杂铝青铜（三元
以上合金）。铝青铜的特点是力学性能高，抗蚀性与抗磨性强。铝青铜中的铝含量一般不
超过13%。
铁的影响：少量可以固溶与的α固溶体中，若过量则会形成针状，使合
FeCu-AlFeAl3
金的力学性能与抗蚀性降低。因此，合金只能够的Fe含量不应超过5%。若合金中的Ni、
Mn、Al含量增加会进一步降低Fe在固溶体中的溶解度。（如：ZCuAl10Fe3Mn2）
镍的影响：Ni能显著提高铝青铜的强度、硬度与热稳定性及抗蚀性，含有一定量的NI
的Cu-Al-Ni-Fe合金在热加工后不需要另行固溶处理与淬火，即可直接时效。Ni与Fe的
最佳含量比为0.9~1.1，如：ZCuAl8Mn13Fe3Ni2
锰的影响：锰有非常的稳定性能，含有锰的铝青铜具有良好的加工形成性能，热轧是的
开裂倾向能显著减少。
锡与铬的影响：这两种元素能提高合金在蒸汽和微酸性气氛中抵抗应力腐蚀开裂的功能。
铬能提高二元合金的力学性能，抑制合金退火是的晶粒长大，提高退火材料的硬度。
需要注意的是磷、硫、砷、锑、铋都是铝青铜中有害杂质，会降低合金的力学性能、工
艺性能及其它性能。
3、铅青铜
铅青铜是以Pb、Zn、Sn为基本合金成分，一般铅含量在8%以上。青铜中Pb的成分
能增强机体的抗疲劳强度、导热性和耐磨性，以及在有冲击载荷作用的工作条件下
也不会产生裂纹的优良