第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應用特點

滑動軸承產(chǎn)品是指在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承是用來支承軸類零件并使承載面間能作相對滑動的重要機械元件。

滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料。常用的滑動軸承材料有軸承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨鑄鐵、銅基和鋁基合金、粉末冶金材料、塑料、橡膠、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯（PTFE）、改性聚甲醛（POM）、等。

第二節(jié) 發(fā)展歷程

1、奠基階段（1949～1957年）

1949年瓦房店滑動軸承廠恢復生產(chǎn)，成為中國第一家獨立生產(chǎn)滑動軸承的企業(yè)?？姑涝陂g，瓦房店軸承廠部分北遷哈爾濱，于1951年4 月建成哈爾軸承廠并投入生產(chǎn)。1953年上海市軸承 行業(yè) 形成秦福興軸領廠、上工滑動軸承廠、榮泰新機器廠和金興鐵工廠4個中心廠及10多個衛(wèi)星廠。在原蘇聯(lián)援助下，全國156項重點工程之一的洛陽軸承廠1954年3月底破土動工興建，1957年開始試制普通滑動軸承13.6萬套。至此，我國軸承工業(yè)瓦房店、哈爾濱、洛陽、上海四個主要生產(chǎn)基地初步形成，為滑動軸承制造業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。1957年，全國軸承產(chǎn)量首次突破1000萬套大關。

2、體系形成階段（1958～1977年）

此階段處于國家“一·五”至“五·五”五個五年計劃發(fā)展時期，給滑動軸承工業(yè)帶來了新的機遇。“一·五”中期，洛陽軸承廠于1958年7月通過國家驗收，順利建成投產(chǎn)；上海軸承工業(yè)開始形成一個有地方特色的滑動軸承工業(yè)基地； 瓦房店、哈爾濱軸承廠充實完善，獲得較大發(fā)展。同時建成了部直屬的洛陽軸承 研究 所和第十設計 研究 院等科研、工廠設計機構(gòu)。此時期，滑動軸承制造業(yè)為重點主機配套的新產(chǎn)品發(fā)展較快，已開始生產(chǎn)汽車萬向節(jié)滾針軸承、磁電機軸承、 機床主軸軸承和精密軸承，并試制了鐵路機車、軋鋼機、重型機械、石油工業(yè)和航空發(fā)電機、 坦克等主機所需的部分配套軸承。

“二·五”時期，為適應農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，在成都、杭州、合肥、無錫、濟南、煙臺、上海、北京、廣州、昆明、長沙等地先后建成38個滑動軸承廠（點），迎來了中國滑動軸承工業(yè)第一個發(fā)展高峰期。這些滑動軸承廠以后都發(fā)展成為各省市的重點企業(yè)。

在“三·五”期間，即從六十年代中期開始，中國軸承工業(yè)建設投資的重點集中在遠離沿海工業(yè)發(fā)達的三線地區(qū)。在三線建設中，陸續(xù)在西南、 西北和中南地區(qū)，興建了貴州虹山、貴陽、蘭州、甘肅海林、陜西海紅、寧夏西北、 青海海山和湖北襄陽等一批滑動軸承廠，進一步改善了企業(yè)的布局。其中襄陽滑動軸承廠，以生產(chǎn)汽車軸承為主，與進入七十年代，即“四·五”時期，軸承工業(yè)為滿足“大打礦山之仗”的需求，第二汽車制造廠同步發(fā)展，成為一個新興的汽車滑動軸承生產(chǎn)基地。一批地方中、小滑動軸承廠又紛紛建立起來，形成了中國滑動軸承工業(yè)第二個發(fā)展高峰期。在七十年代初的建廠高潮中，全國滾動滑動軸承廠家已達600多個。此期間，短圓柱滾子滑動軸承、球面滾子滑動軸承、圓錐滾子軸承都有較快發(fā)展，滑動軸承品種規(guī)格日趨齊全。到“五·五”初期，中國滑動軸承制造業(yè)逐步建立起了瓦房店、 哈爾濱、 洛陽、襄陽滑動軸承廠和上?；瑒虞S承 行業(yè) 五個各具特色的生產(chǎn)基地，以及星羅棋布的中小滑動軸承企業(yè)。并建立了綜合性的科研與工廠設計機構(gòu)和一些 行業(yè) 內(nèi)的工藝裝備與測試儀器專業(yè)廠，形成了布局基本合理、 科研生產(chǎn)和后勤保障較完善的滑動軸承工業(yè)體系。據(jù)1977年171個主要企業(yè)統(tǒng)計，工業(yè)總產(chǎn)值達到10。1億元（70 年不變價），滑動軸承產(chǎn)量1。2億套，職工14。7萬人，擁有主要生產(chǎn)設備4。8萬臺，固定資產(chǎn)原值14。9億元，全員總產(chǎn)值勞動生產(chǎn)率為6821元/人·年，均比前一發(fā)展期有較大的進步。

3、高質(zhì)快速發(fā)展階段（1978～1999年）

1978年中共十一屆三中全會的召開揭開了中國歷史嶄新的一頁，波瀾壯闊的改革大潮在祖國大地洶涌澎湃。在鄧小平理論指引下，滑動軸承 行業(yè) 不斷推進改革，擴大開放，加快發(fā)展，實現(xiàn)生產(chǎn)力大解放，使綜合技術經(jīng)濟實力明顯增強，在國際上的影響日益提高， 行業(yè) 面貌發(fā)生了歷史性的變化，掀起了滑動軸承工業(yè)發(fā)展史上第三次浪潮。

“六·五”時期，軸承 行業(yè) 貫徹執(zhí)行機械部“三上一提高”的方針，通過技術改造和技術引進，進一步改善了生產(chǎn)布局，增強了短線產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，提高了經(jīng)濟效益。在技術引進的同時，開展了與瑞典SKF、日本NTN、NSK、 美國TIMKEN等名牌滑動軸承公司的技術交往和合作。期間還開發(fā)了密封軸承、關節(jié)軸承、直線運動軸承、組合滑動軸承、轉(zhuǎn)臂軸承、諧波傳動軸承等新產(chǎn)品，軸承設計水平逐步接近（或部分達到）國外同類產(chǎn)品的先進水平。其中瓦房店軸承廠生產(chǎn)的777/650型軋鋼機軸承，壽命達到國際先進水平，獲得國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品銀質(zhì)獎。哈爾濱軸承廠生產(chǎn)的B、C級3182120-3182122 和 2268120-2268122機床主軸軸承，獲得國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品銀質(zhì)獎。洛陽軸承廠設計的B3-706和B3-707 型精密光學坐標鏜床主軸滑動軸承，獲得國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品金質(zhì)獎。

第三節(jié) 產(chǎn)品技術發(fā)展現(xiàn)狀

我國是繼日本、美國之后的世界第三大軸承生產(chǎn)大國，與之相比，我國軸承的質(zhì)量明顯存在“兩低一差”的情況。即產(chǎn)品技術含量低；產(chǎn)品制造、工藝、裝備低；國際競爭力差。這種狀況與我國軸承大國的地位極不相稱。歸其原因，是我國缺乏軸承專業(yè)人才，尤其是缺乏軸承專業(yè)的一流人才所致。

第四節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

1、熔煉設備及工具準備

熔煉設備：自動控溫電阻爐、石墨塔禍、金屬型模具、熱電偶；工具準備：鐘罩、攪拌勺、扒渣勺等；鐘罩、攪拌勺、扒渣勺以及金屬型模具等工具須經(jīng)預熱后刷涂料。工具和增渦（石墨鉗渦，不需要刷涂料，如為金屬增禍則需刷涂料）涂料配方：滑石粉20%一30 0o+水玻璃500+水，或：氧化鋅25Y-30 0o+水玻璃500+水；模具涂料配方：氧化鋅900一1100+水玻璃60o-18%+水。

涂料配制方法：將水加熱到60-80℃，加人水玻璃及滑石粉（或者氧化鋅），攪拌均勻。把工具、增塌清理干凈，預熱到200-300℃，然后刷上涂料或者用噴槍噴涂，再預熱到400℃左右備用。用后的增渦及熔煉工具上的金屬殘渣，氧化皮和熔渣應清理干凈，增竭使用后趁熱清理。

2、爐料準備

嚴格選擇原材料，限制雜質(zhì)元素含量。爐料選為Al-0 （AI-00），1號精錫、Al-Ni中間合金、Al-Cu中間合金、AlTi， B，、回爐料等。爐料在使用前要求去除氧化物、油污，干燥去水分，經(jīng)化驗，原材料中各元素含量應符合要求。

根據(jù)各種原料化驗單及熔煉燒損率，按照前述設計的合金成分組成，通過配料計算，配制特種合金的各種原料的加人量。每爐的回爐料鎮(zhèn)50%總裝爐量。

3、合金元素的加入順序

合金元素加入方式按其性質(zhì)分為3大類：熔點較低，而且純金屬是不稀貴的合金元素，一般以純金屬形式加人。熔點較高，但純金屬是不稀貴的元素，例如Cu，先制成中間合金，然后加人。純金屬是比較稀貴的元素，一般可利用其他化合物，但此化合物應能與基體發(fā)生置換反應，且反應過程應比較平穩(wěn)安全，本身和反應產(chǎn)物均應無毒。加入合金元素時，除了應選擇合適的加人方式外，還應注意采取合適的加入規(guī)范。對于易氧化的元素，加人溫度應盡量低些，并且最好在熔化末期加人。

安排爐料加入次序所應遵循的基本原則是：加速熔化過程，并盡可能地減少耗損（特別是容易氧化、揮發(fā)的合金元素的燒損）。裝爐時先裝適量回爐料在爐底，然后裝入鋁錠，使回爐料先形成熔池，加速鋁錠的熔化過程，減少總的熔煉時間。當爐料中主要組成部分均已完全熔化后，再加人中間合金料，并適當升高熔池溫度，進行攪拌以加速其熔化。最后再加人易氧化、易揮發(fā)的合金元素，加人時應快速壓人Al液。

4、熔煉的時間和溫度控制

熔煉及澆注過程的持續(xù)時間（主要是指精煉后至澆注完畢時的相距時間）越長，則鋁液中的氣體及氧化夾雜物含量也越高，因此應盡量縮短熔煉及澆注過程的持續(xù)時間，特別是縮短精煉至澆注完畢的時間。

升高溫度將加速鋁液與HZ O，0：之間反應，氫在鋁液中的溶解度將隨著熔煉溫度的增高而急劇增加，故新型鋁合金的熔煉溫度控制在750℃左右；過高的精煉溫度也會增加合金的吸氣，新型鋁合金的精煉溫度選擇在730-750℃左右。另外，必要時，補充精煉的溫度與澆注溫度相同，精煉劑用量為剩余合金重量的0.20o-0.4000。

5、合金的精煉

1）合金液的吸氣、氧化及夾雜物

金屬或合金在固態(tài)時，氣體的溶解度很小，隨著溫度的升高，溶解度緩慢增加，當達到金屬或合金的熔點時，溶解度突然急速增加，當金屬或合金熔化后再升溫，則溶解度增加得更快。鋁合金的熔煉與鑄造多敞開在大氣中進行，高溫的爐料和熔化了的鋁合金液，都與空氣和爐氣中的N2，CO， H2 0， C02，H2等氣體接觸，使鋁合金吸氣。

另外，加人到爐料中的中間合金、熔劑等都可能帶進氣體和雜質(zhì)，這些都是導致鋁合金液吸氣、氧化、形成氣孔和夾雜的根源。這些氣體和雜質(zhì)，對鋁合金的內(nèi)部及表面質(zhì)量、物理性能、力學性能、鑄造工藝性能等都產(chǎn)生很大的影響。合金熔煉時，在爐氣的所有成分中，溶人鋁液中的絕大部分是氫。氫在鋁合金中溶解析出過程及其作用機理，許多學者已進行了大量 研究 ，測試出不同溫度下，氫在鋁液中的溶解度，并推導出氫在鋁液中的溶解度算式。 分析 鋁合金中的氣體成分，證明氫占85%以上，因而鋁合金的“含氣量”可以近似地視為“含氫量”，但鋁合金中的氣體并不來源于爐氣組成中的H2。大氣中氫的分壓極微?。s5. 01 Pa），遠比鋁液中的氫分壓低，溶于鋁液中的氫是不穩(wěn)定的，有強烈地自鋁液內(nèi)部向大氣擴散的趨勢；其次，分子態(tài)的氫并不能溶人鋁液中，只有離解成原子態(tài)的氫才能溶人鋁液中?？梢?，爐氣中的氫分子不是形成氣孔的根源。根據(jù)生產(chǎn)實踐和科學實驗證明，鋁液中的氫和氧化夾雜物來自鋁液和水汽的反應。

2）鋁液中的氣體和夾雜物的防止

鋁液中的夾雜物與其氣體是相互作用的，夾雜物的種類和形態(tài)十分復雜，尺寸也很?。ㄒ话阍?0 tcm以下）。從上面的敘述中我們知道，鋁液中氣體及氧化夾雜的主要來源是HZ 0，而H20則是從攪人鋁液的表面氧化膜上、爐料表面（特別是受潮氣腐蝕的爐料）、熔化澆注工具以及精煉劑中帶人鋁液，因此，在熔煉澆注過程中我們可以從以下幾個方面防止和減少鋁液中的氣體與氧化夾雜物。

爐料：

爐料應保存在干燥處，在使用前必須去除氧化物、污物、油漬和水分。

增塌及熔化澆注工具：

使用前應仔細地除去赫附在表面的鐵銹、氧化渣、舊涂料層等臟物，然后涂上新涂料，預熱烘干后方能使用。精煉劑、覆蓋劑：使用前應充分地烘干。熔化、澆注過程的操作：熔化攪拌鋁液應盡量不使表面氧化膜及空氣攪人鋁液中去。澆注時應盡量減少液流的下落高度，并應勻速澆注（經(jīng)驗表明：當液流下落高度不超過300 mm，且勻速澆注時，鋁液表面形成之管狀氧化膜即掛在澆包嘴下而不致落下，此時鋁液即在該管內(nèi)通過），使鋁液的飛濺及渦流減少。熔煉溫度、熔煉及澆注過程的持續(xù)時間：升高溫度將加速鋁液與H20，0：之間反應，氫在鋁液的溶解度將隨著熔煉溫度的增高而急劇增加。當溫度高于900℃時，鋁液表面氧化膜成為不致密的，更使上述反應顯著加劇，故合金的熔煉溫度控制在750℃左右。應盡量縮短熔煉及澆注過程的持續(xù)時間，否則會使鋁液中的氣體及氧化夾雜物含量增加。

3）合金的精煉除氣

熔煉中AI-HZ 0反應不可避免地將氫帶人鋁液，鋁液中的含氫量提供了在鑄件中形成針孔的可能性，為了保證TZS88合金的熔煉質(zhì)量，熔煉過程中進行精煉除氣，精煉劑選用C2 Cls o CZ Cls為有機物，白色晶體。在760℃時分3次把精煉劑壓入鋁液深處，并作緩慢水平移動，每次精煉反應完成后靜置5 min扒渣。

第五節(jié) 國內(nèi)外技術未來發(fā)展趨勢 分析

1、節(jié)能化、綠色無污染趨勢

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，滑動軸承的工作環(huán)境越來越復雜。要求滑動軸承能長時間工作在高溫、高負荷、強腐蝕等特殊工況下，同時要求機械產(chǎn)品節(jié)能、降耗、免維護。軸承產(chǎn)品向低摩擦、小型化、長壽命方向發(fā)展。這對滑動軸承材料提出了更高的要求，迫切要求發(fā)展適應不同工況條件的滑動軸承材料。特別是從環(huán)境保護的觀點出發(fā)，要求滑動軸承材料實現(xiàn)綠色無害化。

鉛將逐漸從軸承材料中剔除，由于目前銅基、鋁基以及巴氏合金等大多數(shù)軸承材料中，都含有一定量的鉛。無鉛化的實施將使滑動軸承材料減摩性能降低、順應性變差、抗咬合等性能下降。因此，研制開發(fā)高性能無鉛化滑動軸承材料及技術是材料科學者所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

2、新型材料的研發(fā)趨勢

隨著宇宙空間技術的發(fā)展以及電子信息技術的不斷進步，對固體潤滑軸承提出了更高的要求。各種表面技術和表面薄膜潤滑材料在滑動軸承中日益受到重視。自潤滑涂層可以在保證基體材料本身具有優(yōu)異機械性能的基礎上，具有自潤滑、耐磨損、耐高溫等特殊性能。而且利用涂層材料可以大大節(jié)約原材料，降低材料成本。六方氮化固體自潤滑涂層材料的 研究 主要有兩個方向：一是新型碳系材料的 研究 開發(fā)，如超微細的金剛石基團和摩擦學性能更優(yōu)的類金剛石碳等薄膜涂層材料的研制；二是具有高硬度、耐高溫、耐磨損的陶瓷。

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