在广阔的海洋上,船舶的稳定运行离不开众多关键部件,船用轴承便是其中之一。它不仅要支撑船舶发动机、推进系统等关键设备的运转,还需承受海洋环境带来的严苛考验。因此,选用合适的材料制造船用轴承至关重要。那么,船用轴承通常采用哪些材料呢?
金属材料在船用轴承制造中占据重要地位。轴承合金,也叫巴氏合金,是一类常用材料。它以锡和铅为基体,含有锑、铜等合金元素。这种合金的软基体上分布着硬颗粒相,具有出色的嵌入性和摩擦顺应性,能轻松与轴颈磨合,不易发生咬黏现象。不过,锡基轴承合金虽然减摩性、塑性和导热性良好,膨胀系数小,但疲劳强度欠佳;铅基轴承合金成本较低,高温强度、亲油性和自润滑性较好,可机械强度和耐磨性稍逊一筹。由于强度有限,轴承合金常贴附在铜、钢或铸铁轴瓦上作为轴衬,大范围应用于大型船用柴油机、涡轮机等重载及中、高速运转的设备中。
铜合金也是制造船用轴承的高质量选择。其中,青铜性能尤为突出,像锡青铜减摩性佳,应用范围广,不过相比轴承合金,其硬度高但磨合性与嵌入性稍差,适用于重载及中速工况;铅青铜抗黏附能力强,适合高速、重载的工作环境;铝青铜强度和硬度较高,却在抗黏附方面表现较弱,常用于低速、重载的场合。此外,还有硅青铜、铝青铜、铍青铜、锰青铜等特殊铜合金,它们因各自独特的性能,在不同的船舶部件中发挥作用。
铝基合金凭借相当好的耐蚀性、较高的疲劳强度以及不错的摩擦性能,在部分领域成功取代了价格较高的轴承合金和铜合金。常见的铝基轴承合金有铝锡合金、铝硅合金等,既可以制成单金属轴承零件,如轴套、轴瓦,也能制成以铝基合金为轴衬、钢作衬背的双金属零件。
在特定工况下,铸铁,包括普通灰铁、加有镍、铬、钛等合金成分的耐磨灰铸铁以及球墨铸铁等,也能作为船用轴承材料。这是因为在轴承运行时,铸铁所含的片状或球状石墨能在摩擦副材料表面涂抹覆盖,形成起润滑作用的石墨层,赋予其一定的减摩性和耐磨性。
除了金属材料,一些非金属材料也用于船用轴承制造。各种工程塑料,如酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等,便是其中的代表。这些工程塑料具有良好的自润滑性、耐腐蚀性等特点,能适应一些特殊的工作环境。碳 - 石墨材料也是不错的选择,石墨含量越多,材料越软,与对偶件配副时获得的摩擦系数越小。而且,还可以在碳 - 石墨材料中加入金属、聚四氟乙烯或二硫化钼等组分,或者对其进行液体润滑剂浸渍,进一步优化性能。
船用轴承材料的选择,直接关系到船舶的安全航行与设备的稳定运行。随着科技的不断进步,未来有望研发出更多高性能、适应复杂海洋环境的新型材料,为船舶工业的发展注入新动力。船舶制造与维修行业的从业者,不妨持续关注材料领域的创新成果,合理选用船用轴承材料,为船舶的高效、可靠运行提供坚实保障。
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