烧结金属含油轴承 原理、设计、制造与应用PDF电子书下载

目录 1

第一章 绪论 1

第一节 烧结金属含油轴承在机电工业中的作用 1

第二节 烧结金属含油轴承的发展历程 3

第三节 烧结金属含油轴承的生产过程 5

第四节 烧结金属含油轴承的润滑原理 6

一、烧结金属含油轴承的工作原理 6

二、含油孔生成机理 7

第五节 烧结金属含油轴承的特性 8

一、烧结金属含油轴承材料的种类 12

第六节 烧结金属含油轴承的材料种类、性能及用途 12

二、烧结金属含油轴承材料的选定 13

三、从pv值看烧结金属含油轴承的应用领域 13

四、烧结金属含油轴承的应用 17

（一）含油轴承的优点 17

（二）含油轴承的缺点 18

（三）含油轴承的用途 18

第二章摩擦、磨损与润滑 19

第一节 金属的摩擦与磨损 19

一、金属的摩擦 19

（二）黏着磨损 20

（一）磨料磨损 20

二、金属的磨损 20

（三）腐蚀磨损 21

（四）接触疲劳磨损 21

第二节 关于轴承润滑的基本知识 21

一、流体润滑 22

二、边界润滑 26

（一）润滑油的吸附机理 26

（二）边界润滑时摩擦与负荷、速度间的关系 27

（三）温度对边界润滑的影响 27

三、固体润滑 28

（四）耐高压添加剂 28

（一）固体润滑的层结构理论 29

（二）吸附理论 32

（三）温度的影响 32

（四）负荷与速度的影响 33

（五）石墨与MoS2的寿命 33

（六）附着性 34

第三章烧结金属含油轴承的润滑理论与运转特性 36

第一节 烧结金属含油轴承的润滑理论 37

一、雷诺方程 38

二、雷诺方程的求解 38

三、摩擦系数 39

一、多孔性金属轴承的自润滑机理 40

第二节 烧结金属含油轴承的自润滑机理 40

二、А．Д．МОщков的自润滑机理 41

（一）从孔隙中溢出油的数量 41

（二）油膜厚度 41

第三节 烧结金属含油轴承的运转性能 43

一、流体润滑轴承 44

（一）关于摩擦系数 44

（二）关于温度上升 45

（三）关于摩擦系数－负荷压力曲线以及温度上升－负荷压力曲线 45

（一）关于摩擦系数 47

二、常规轴承 47

（二）关于温度上升 49

（三）关于摩擦系数－负荷压力曲线以及温度上升－负荷压力曲线 49

三、烧结金属含油轴承 55

（一）摩擦系数 55

（二）关于温度上升 57

（三）关于摩擦系数－负荷压力曲线与温度上升－负荷压力曲线 57

第四章烧结金属含油轴承用润滑油 61

第一节 含浸油的润滑作用机理 61

一、润滑油中氧化产物的作用 61

二、摩擦区的临界温度 62

三、润滑油的耐磨性 63

第二节 润滑油的作用与质量指标 65

一、润滑油的质量指标 65

（一）黏度 65

（二）黏度比 65

三、黏度指数 66

（二）运动黏度 66

（一）动力黏度或绝对黏度 66

二、黏度的单位 66

（八）机械杂质 66

（七）灰分 66

（六）残炭 66

（五）酸值 66

（四）闪点与燃点 66

（三）凝点 66

第三节 烧结金属含油轴承用润滑油 67

一、推荐的黏度 67

二、润滑油的质量鉴定试验 67

（一）在试验台上于pv=50.25MPa·m·min-1运转8h 67

（二）耐氧化稳定性试验 68

（二）改善润滑油性能的添加剂 69

三、润滑油的添加剂 69

（一）保护润滑油本身的添加剂 69

（三）保护金属表面的添加剂 70

四、合成润滑剂 70

（一）硅（氧）油 70

（二）聚乙二醇 70

（三）硅（氧）油－聚乙二醇混合流体 71

（四）二元酸酯 71

（五）多元醇－酯 71

（六）CHRISTO-LUBE(R)PM 71

一、试验试样的制备 73

第四节 含浸以无机纳米颗粒的烧结金属含油轴承 73

二、摩擦学性能 74

第五节 润滑油的含浸方法与补充 75

一、润滑油的含浸方法 75

二、补充润滑 76

第五章 烧结Fe、Fe-C及Fe-石墨含油轴承 78

第一节 MPIF标准《粉末冶金自润滑轴承材料标准》（1998年版）简介 78

一、范围 78

二、注释与推荐的做法 78

（一）最小值概念 78

（三）名称 79

（二）牌号选择 79

（四）前缀字符代号 80

（五）化学组成 80

（六）显微组织 81

（七）定义与公式 81

第二节 烧结Fe与烧结Fe-C含油轴承 84

第三节 烧结Fe-石墨含油轴承 87

一、石墨加入量 87

二、孔隙度 89

三、组织结构 90

第一节 烧结Fe-Cu系含油轴承的工业标准 93

第六章 烧结Fe-Cu、Fe-Cu-C、Fe-Cu-Pb含油轴承 93

第二节 Fe-Cu系烧结含油轴承 97

一、根据Fe-Cu平衡图来看Fe-Cu轴承材料的烧结过程 97

二、烧结Fe-Cu系含油轴承中孔隙的形成机理 101

（一）从粉末压坯到910℃（A3）以下 101

（二）在A3点以上和Cu的熔点（1083℃）以下 101

（三）在Cu的熔点（1083℃）以上到1150℃ 101

（四）在最高烧结温度下（1150℃）保温（0～120min） 102

第三节 烧结Fe-Cu系含油轴承的运转性能 103

一、含油轴承运转性能试验机 103

（二）轴承试样的物理－力学性能 104

二、烧结Fe-Cu系含油轴承的运转性能 104

（一）轴承试样的制备 104

（三）压力与速度对运转性能的影响 105

（四）含Cu量对运转性能的影响 106

（五）和烧结青铜含油轴承的性能比较 107

第四节 烧结Fe-Cu-C含油轴承 109

第五节 烧结Fe-Cu-Pb含油轴承 111

一、烧结Fe-Cu-Pb含油轴承中孔隙的形成机理 111

二、烧结Fe-Cu-Pb含油轴承的运转性能 112

（一）含油轴承试样的制备与性能 112

（三）运转性能试验结果 113

（二）运转性能试验的条件与方法 113

三、烧结Fe-3Cu-Pb系含油轴承的运转性能和烧结Fe、烧结 115

Fe-Cu系及烧结青铜含油轴承的比较 115

第七章 烧结Fe-Sn与Fe-Sn-Cu含油轴承 117

第一节 烧结Fe-Sn含油轴承的制造与性能 118

一、添加Sn粉的粒度与数量 118

二、成形条件的影响 120

三、烧结条件的影响 122

第二节 烧结Fe-Sn-Cu含油轴承的制造与性能 125

一、添加粉末的粒度与数量的影响 125

二、成形条件的影响 129

三、烧结条件的影响 131

第三节 烧结Fe-Sn与Fe-Sn-Cu系含油轴承的运转特性 134

第四节 低温烧结性Fe-Sn-Cu系压坯的烧结机理 138

第八章添加固体润滑剂的Fe基粉末冶金轴承材料 146

第一节 添加S、硫化物及硒化物的Fe基粉末冶金轴承材料 146

一、S的加入方法与作用 146

二、添加ZnS的铁基烧结减摩材料的性能 148

第二节 硫化与硼化烧结不锈钢轴承材料 153

第三节 以Mo合金化和添加氟化物与氯化物的烧结Fe基轴承材料 156

一、烧结Fe-C-Mo轴承材料 156

二、含氟化物与氯化物的烧结铁基材料 159

第九章烧结青铜系含油轴承 162

第一节 烧结90Cu-10Sn青铜含油轴承 162

一、烧结青铜含油轴承在烧结过程中含油孔隙的形成机理 164

二、含油孔隙控制对烧结Cu-10Sn含油轴承运转性能的影响 167

（一）孔隙组织的影响 167

（二）透气性的影响 170

（三）极限容许pv值 171

第二节 烧结90Cu-10Sn-C含油轴承 172

一、原料粉末、试样制备及试验结果 172

二、石墨粉的种别与添加量对烧结90Cu-10Sn-C合金密度的影响 175

三、石墨粉的种别与添加量对烧结90Cu-10Sn-C合金收缩率的影响 176

四、石墨粉的种别与添加量对烧结90Cu-10Sn-C合金强度的影响 177

五、烧结青铜－石墨含油轴承 178

第三节 烧结铝青铜含油轴承 179

第四节 复合合金化烧结青铜含油轴承 180

第十章低噪声精密烧结金属含油轴承 183

第一节 运转时烧结金属含油轴承产生噪声的机理及特征 183

一、烧结合油轴承产生噪声的特征 183

二、滑动噪声的测定装置和测试方法 184

第二节 影响含油轴承运转时滑动噪声的主要因素 185

（二）轴承滑动面的粗糙度对滑动噪声的影响 186

一、烧结青铜含油轴承的特性对滑动噪声的影响 186

（一）透气性与运转时滑动噪声的关系 186

（三）合金组织中的δ相对滑动噪声的影响 187

（四）含油量、运转时间与滑动噪声的关系 189

二、钢轴的表面硬度和表面粗糙度与滑动噪声的关系 191

（一）钢轴的表面硬度与滑动噪声的关系 191

（二）钢轴表面粗糙度对滑动噪声的影响 191

三、润滑油对运转时含油轴承滑动噪声的影响 193

（一）润滑油黏度对滑动噪声的影响 193

第三节 轴承的运转条件对滑动噪声的影响 194

一、压力与滑动噪声的关系 194

（二）润滑油种类对滑动噪声的影响 194

二、周速与滑动噪声的关系 195

三、运转间隙与滑动噪声的关系 196

第四节 烧结纯铁与烧结青铜含油轴承的滑动噪声的比较 197

一、烧结纯铁与烧结青铜含油轴承的滑动噪声的频率分析结果 197

二、透气性对烧结纯铁与烧结青铜含油轴承的滑动噪声的影响 199

三、含油量对烧结纯铁与烧结青铜含油轴承的滑动噪声的影响 200

第十一章高、低速旋转用烧结金属含油轴承 202

一、高速旋转轴承试验机 203

二、在低负荷、高速旋转领域烧结含油轴承润滑的特点 203

第一节 关于低负荷、高转速条件下润滑状态的研究 203

第二节 烧结Cu-9Sn-P系含油轴承的运转性能 206

一、试验方法 206

二、烧结温度对烧结Cu-9Sn-P系含油轴承性能的影响 206

三、烧结Cu-9Sn-0.4P含油轴承的运转性能 208

第三节 电动吸尘器等用高速旋转烧结含油轴承 209

一、烧结Cu-Sn-P-MoS2系含油轴承的制作过程与性能 210

二、烧结Cu-9Sn-0.4P-3MoS2-0.5C含油轴承的运转性能 212

（一）启动时与干摩擦条件下的运转性能 213

（二）在高速旋转下间歇运转时烧结含油轴承的运转性能 213

三、烧结Cu-9Sn-0.4P-3MoS2-0.5C含油轴承的应用 215

一、KMS系列烧结含油轴承的开发 216

第四节 VTR等低速用烧结含油轴承 216

二、超长寿命烧结合油轴承 219

第十二章Al基烧结含油轴承 221

第一节 烧结Al-Cu系含油轴承 221

一、如何去除或破坏Al粉颗粒表面的Al2O3薄膜 221

（一）机械破碎法 222

（二）化学处理法 222

（三）Al粉粒度对烧结体性能的影响 222

二、成分对烧结Al-Cu系含油轴承性能的影响 223

三、烧结Al-Cu系含油轴承的运转性能 225

四、烧结Al-10Cu含油轴承的音响性能 226

一、烧结过程中尺寸的变化 228

第二节 烧结Al-Cu含油轴承合金的烧结过程 228

二、烧结系含油轴承中含油孔隙的形成机理 229

第三节 添加剂对烧结Al-Cu系含油轴承性能的影响 230

一、各种添加剂对烧结Al-Cu系含油轴承性能的影响 230

二、添加Si与Mg对烧结Al-Cu系含油轴承尺寸变化的影响 231

三、熔渗以Pb-Sn合金的烧结Al-Cu系含油轴承 233

第四节 钢－铝铅合金复合轴承材料 234

一、钢－铝铅合金的制造方法 234

二、铝铅合金的成分和特性 235

（三）抗咬合性好 236

（二）耐磨性高 236

三、铝铅轴承与铝锡轴承的性能比较 236

（一）负荷能力高 236

第五节 Al基与青铜基烧结合油轴承的性能比较 237

一、Al基与青铜基烧结含油轴承的性能比较 237

（一）烧结Al基含油轴承温升小 237

（二）烧结Al基含油轴承磨合性好 237

（三）耐蚀性好 237

（四）质量轻 238

二、Al基烧结含油轴承的主要特点 238

（一）润滑的特点 239

二、含油轴承的工作原理 239

（二）功能特点 239

第一节 烧结金属含油轴承的特点、性能及应用 239

一、烧结金属含油轴承的特点 239

第十三章烧结金属含油轴承设计 239

（一）静止状态 240

（二）运转状态 240

（三）泵作用机理 240

三、含油轴承的材料与性能 241

（一）烧结金属含油轴承材料的选定 241

（二）物理－力学性能 243

（三）轴承性能 245

四、烧结金属含油轴承的应用 248

（一）含油轴承的优点 248

（二）含油轴承的缺点 248

（三）含油轴承的用途 249

第二节 烧结金属含油轴承设计 249

一、形状与尺寸的确定 250

（一）形状的确定 250

（一）组装方法 254

二、组装方法 254

（二）尺寸决定与pv值设定 254

（二）轴承尺寸设计方法 256

三、补加油机构与润滑油 257

（一）补加油机构设计 257

（二）润滑油选择 257

四、尺寸精度与公差的确定 260

（一）含油轴承的尺寸公差与尺寸容许差 260

（二）轴承间隙 261

五、美国MPIF标准35《粉末冶金自润滑轴承标准》（1998版） 263

（二）运转间隙 264

（三）套筒状轴承的尺寸公差 264

（一）压配合 264

第十四章烧结金属石墨轴承 266

第一节 烧结金属石墨轴承的种类与生产 266

一、金属石墨材料的类别与应用 266

二、金属石墨材料的制造方法 268

（一）热压法 268

（二）二次压制－烧结法 269

（三）钢－金属石墨复合材料制造法 269

三、金属石墨材料的性能 270

（一）D类材料 273

一、德国Deva Werke的烧结金属石墨轴承材料 273

第二节 烧结金属石墨轴承设计 273

（二）T类材料 274

（三）BB类材料 274

（四）Deva塑料材料 275

二、金属石墨轴承设计 275

（一）与润滑条件无关的轴承设计事项 276

（二）用于完全干摩擦或仅只组装时涂以油脂的金属石墨轴承设计时 277

应注意的事项 277

（三）设计用油脂或低黏性流体润滑的金属石墨轴承时应注意的事项 278

（四）组装方法 278

（五）防止金属石墨轴承转动 279

第十五章 内燃机用钢－烧结铜合金双金属轴承材料 280

第一节 钢－烧结铜－镍合金－巴氏合金复合轴承材料 281

第二节 钢－烧结铜铅合金双金属轴承材料 282

一、铜铅合金与铅青铜 282

二、钢－烧结铜铅合金双金属轴承材料的生产 283

（一）粉末冶金的优越性 283

（二）生产过程 284

三、组成、性能及应用 285

第三节 钢背－铜铅合金双金属轴承设计 290

一、材料选择 290

（一）尺寸设计 292

二、卷制衬套设计 292

（二）接缝 298

（三）油孔、油沟、油窝 299

（四）表面粗糙度与硬度 302

（五）工作间隙 304

三、双金属衬套设计实例 304

（一）活塞销衬套 304

（二）下部支重轮衬套 304

第十六章干摩擦轴承 307

第一节DU轴承的生产过程与性能 307

一、DU轴承材料的生产过程 307

二、DU轴承材料的性能 308

第二节 DU干摩擦轴承设计 311

一、设计DU轴承时需考虑的几个因素 311

（一）比压极限 311

（二）pv值 311

（三）润滑油或液体 313

（四）DU轴承不宜用的场合 314

（五）DU轴承的适用领域 314

二、DU轴承的尺寸计算 314

三、设计与加工DU轴承时的注意事项 314

（一）DU轴承 316

四、DU轴承的装配 316

（二）带凸缘的DU轴承 317

（三）止推垫圈的装配 317

五、DU滑板的使用方法 317

六、制造与使用DU轴承时的技术安全 318

（一）制造方面 318

（二）食品、饮料及其他食品的铅污染 318

第三节 DX轴承 318

一、制造工艺 319

二、DX轴承的性能 319

主要参考文献 322