在廣闊的海洋上,船舶的穩(wěn)定運行離不開眾多關鍵部件,船用軸承便是其中之一。它不僅要支撐船舶發(fā)動機、推進系統(tǒng)等關鍵設備的運轉(zhuǎn),還需承受海洋環(huán)境帶來的嚴苛考驗。因此,選用合適的材料制造船用軸承至關重要。那么,船用軸承通常采用哪些材料呢?
金屬材料在船用軸承制造中占據(jù)重要地位。軸承合金,也叫巴氏合金,是一類常用材料。它以錫和鉛為基體,含有銻、銅等合金元素。這種合金的軟基體上分布著硬顆粒相,具有出色的嵌入性和摩擦順應性,能輕松與軸頸磨合,不易發(fā)生咬黏現(xiàn)象。不過,錫基軸承合金雖然減摩性、塑性和導熱性良好,膨脹系數(shù)小,但疲勞強度欠佳;鉛基軸承合金成本較低,高溫強度、親油性和自潤滑性較好,可機械強度和耐磨性稍遜一籌。由于強度有限,軸承合金常貼附在銅、鋼或鑄鐵軸瓦上作為軸襯,大范圍應用于大型船用柴油機、渦輪機等重載及中、高速運轉(zhuǎn)的設備中。
銅合金也是制造船用軸承的高質(zhì)量選擇。其中,青銅性能尤為突出,像錫青銅減摩性佳,應用范圍廣,不過相比軸承合金,其硬度高但磨合性與嵌入性稍差,適用于重載及中速工況;鉛青銅抗黏附能力強,適合高速、重載的工作環(huán)境;鋁青銅強度和硬度較高,卻在抗黏附方面表現(xiàn)較弱,常用于低速、重載的場合。此外,還有硅青銅、鋁青銅、鈹青銅、錳青銅等特殊銅合金,它們因各自獨特的性能,在不同的船舶部件中發(fā)揮作用。
鋁基合金憑借相當好的耐蝕性、較高的疲勞強度以及不錯的摩擦性能,在部分領域成功取代了價格較高的軸承合金和銅合金。常見的鋁基軸承合金有鋁錫合金、鋁硅合金等,既可以制成單金屬軸承零件,如軸套、軸瓦,也能制成以鋁基合金為軸襯、鋼作襯背的雙金屬零件。
在特定工況下,鑄鐵,包括普通灰鐵、加有鎳、鉻、鈦等合金成分的耐磨灰鑄鐵以及球墨鑄鐵等,也能作為船用軸承材料。這是因為在軸承運行時,鑄鐵所含的片狀或球狀石墨能在摩擦副材料表面涂抹覆蓋,形成起潤滑作用的石墨層,賦予其一定的減摩性和耐磨性。
除了金屬材料,一些非金屬材料也用于船用軸承制造。各種工程塑料,如酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等,便是其中的代表。這些工程塑料具有良好的自潤滑性、耐腐蝕性等特點,能適應一些特殊的工作環(huán)境。碳 - 石墨材料也是不錯的選擇,石墨含量越多,材料越軟,與對偶件配副時獲得的摩擦系數(shù)越小。而且,還可以在碳 - 石墨材料中加入金屬、聚四氟乙烯或二硫化鉬等組分,或者對其進行液體潤滑劑浸漬,進一步優(yōu)化性能。
船用軸承材料的選擇,直接關系到船舶的安全航行與設備的穩(wěn)定運行。隨著科技的不斷進步,未來有望研發(fā)出更多高性能、適應復雜海洋環(huán)境的新型材料,為船舶工業(yè)的發(fā)展注入新動力。船舶制造與維修行業(yè)的從業(yè)者,不妨持續(xù)關注材料領域的創(chuàng)新成果,合理選用船用軸承材料,為船舶的高效、可靠運行提供堅實保障。
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