巴氏合金堆焊后机加工表面质量研究(附件)
巴氏合金堆焊后机加工表面产生的划痕严重影响了轴瓦外观，研究分析巴氏合金表面的损伤机理具有非常重要的意义。本文以产生划痕的巴氏合金轴瓦为研究对象，采用成分分析和组织观察的方法对划痕进行了研究。结果表明巴氏合金轴瓦中铁含量超标；巴氏合金轴瓦中的铁质夹杂来源于熔炼时使用的铸铁熔炼坩锅；巴氏合金轴瓦机加工后表面出现间歇性划痕的原因是，灰口铸铁中的钢质颗粒脱落进入巴氏合金端头及巴氏合金丝中，机加工时钢质颗粒会粘附在镗刀刀口处随刀具一起切削巴氏合金基体。在本研究的基础上，提出了相应的改进措施来防止巴氏合金表面产生划痕。关键词 巴氏合金，划痕，成分分析
目 录
1 绪论 1
1.1 巴氏合金介绍 1
1.2 本论文研究意义、目的及技术路线 5
2 实验材料与设备的选取 7
2.1 实验材料 7
2.2 实验设备 7
3 实验结果与分析 8
3.1 切屑的成分分析 8
3.2 切屑重熔后金相检测 9
3.3 扫描电子显微镜和能谱仪分析 9
3.4 铸铁金相及硬度检测 11
3.5 轴瓦划痕产生的机制分析 13
3.6 避免巴氏合金表面产生划痕的方法 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 绪论
1.1 巴氏合金介绍
巴氏合金（babbitt alloy）是由锡、铅、锑、铋等金属组成的合金，由于它拥有较好的耐磨性、抗摩性、可铸性、磨合性及化学稳定性。因此，它通常被选为轴承原料并普遍应用在机械产业中，尤其是在高速、中速和重载的轴承中应用最多。它是一种低熔点合金，硬相微粒散布在软基体上。以美国巴比特发明者命名的具有抗摩擦性能的锡基和铅基巴氏合金为白色，又叫白色合金，乌金[1]。本文就以巴氏合金堆焊后机加工表面质量加以叙述。
1.1.1 巴氏合金的分类
巴氏合金主要可以分为三种：锡基合金、铅基合金和镉基合金。巴氏合金依据国家标准可以分为锡基巴氏合金和铅基巴氏合金。锡基巴氏合金的强度和硬度高于铅基巴氏合金，耐腐蚀性也相对较好。因此 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
在巴氏合金的选用过程中，很多情况下选用锡基巴氏合金，其用的最多的牌号有Zchsnsb116、Zchsnsb84和Zchsnsb88等。虽然铅基巴氏合金的很多机能比不上锡基巴氏合金,但是大多工厂在原料采购时依然选择它们，因为它们的价格相对于锡基巴氏合金低廉很多，它用的最多的牌号有Zchpbsb16162、Zchpbsb1161等。锡基巴氏合金的代表元素（质量分数）有：锑3%～15%，铜3%～8%，镉<1%，锡余量[2]。
1.1.2 巴氏合金的基本性质
锡基巴氏合金ZSnSb11Cu6的固相点温度为240℃，液相点温度为370℃，它的使用温度应当低于100℃，摩擦系数在有油时为0.005，无油时为0.28。
巴氏合金(包含锡基巴氏合金和铅基巴氏合金)是应用最普遍的轴承原料，具有抗摩特征的锡基巴氏合金和铅基巴氏合金是独一的一种适用相对于低硬度轴转动的轴承原料，和其它轴承原料的机能相比较，它具有更好的顺应性和压入性，普遍用在重型船舶柴油机、涡轮机、发电机，以及其它矿山机器和重型旋转机器等[3]。
其主要合金成分是锡、铅、锑、铋、铜。合金中加入元素锑和铜用来提升合金的强度和硬度。巴氏合金的组织特征在于硬相微粒匀称散布在软相基体上，软相基体让合金具有更好的嵌藏性、抗咬合性和适应性，并且在磨合以后，软基体向内凹陷，硬微粒向外凸起，造成滑动面之间形成微小的间隙，行成润滑油通道和贮油空间，有利于抗摩特性；凸形的硬微粒起到支撑的作用，有利于承载[3]。锡基巴氏合金正常情况下含有铜3%～8%，锑3%～15%，其中金属间化合物SbSn和Cu6Sn5匀称地散布在锡基巴氏合金的软相基体上。铅基巴氏合金正常情况下含有锑10%～20%，锡5%～15%，还总是掺入微量的砷用来防止成分偏析和细化晶体[4]。所以锡基巴氏合金的强度和硬度高于铅基巴氏合金，耐腐蚀性也相对来说较好一些。因此，在应用过程中锡基巴氏合金的应用更加普遍。
锡基巴氏合金的特点：
1.锡基巴氏合金机能稳定，流动性较好，延伸率较低，熔点低。
2.锡基巴氏合金颗粒细腻，坚韧，柔软，坚硬，表面光滑，无砂眼，无缺陷，无裂纹，抛光和电镀效果较好。
3.锡基巴氏合金具有杰出的离心铸造性能和较高的韧性，可以用来铸造结构复杂、壁厚较薄的精密件，铸件表面细腻。
4.锡基巴氏合金铸件可以进行表面处理：电镀、喷涂和喷漆等。
5.锡基巴氏合金晶粒结构细密,使得工件尺寸公差较小,工件表面精美,后期处理瑕疵较少。
在生活中，我们通常把锡基合金称为锡基巴氏合金，它是巴氏合金的常见类型，是滑动轴承中的主要组件，它的构造设计的合理性对轴承性能影响较大，工艺流程与众不同。锡基巴氏合金具有杰出的耐腐蚀性、抗咬合性、嵌藏性和浇注性，磨合性能也很好，并且它的摩擦系数较小，硬度中等，导热性好，又有很好的抗腐蚀性和韧性，主要用在高速重负载条件下工作的轴瓦[5]。
铅基巴氏合金的特点：
1.铅基巴氏合金具有较好的顺应性、抗咬合性以及较好的嵌藏性。锡基巴氏合金与铅基巴氏合金相比有较好的耐腐蚀性。由巴氏合金制成的轴瓦与轴之间的摩擦系数很小，又具有优秀的可润滑性能。
2.铅基巴氏合金的摩擦系数强度大，使用过程中成本较低，产品合格效率高，并且有一定的抗压强度和硬度。广泛应用在水泥机械、石油机械、化工机械、矿山机械、冶金机械、压缩机械、等等大型设备的轴瓦、轴衬上，能承受来自转动着的轴施加的压力[6]。
3.铅基巴氏合金冲击韧性和塑性优秀。所以能承受振动和冲击载荷，形成轴和轴承的完美配合。
4.铅基巴氏合金表面机能良好。也就是具有优秀的嵌藏性、适应性和抗咬合性。
5.铅基巴氏合金具有优秀的导热性、耐腐蚀性和较小的热胀系数。
目 录
1 绪论 1
1.1 巴氏合金介绍 1
1.2 本论文研究意义、目的及技术路线 5
2 实验材料与设备的选取 7
2.1 实验材料 7
2.2 实验设备 7
3 实验结果与分析 8
3.1 切屑的成分分析 8
3.2 切屑重熔后金相检测 9
3.3 扫描电子显微镜和能谱仪分析 9
3.4 铸铁金相及硬度检测 11
3.5 轴瓦划痕产生的机制分析 13
3.6 避免巴氏合金表面产生划痕的方法 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 绪论
1.1 巴氏合金介绍
巴氏合金（babbitt alloy）是由锡、铅、锑、铋等金属组成的合金，由于它拥有较好的耐磨性、抗摩性、可铸性、磨合性及化学稳定性。因此，它通常被选为轴承原料并普遍应用在机械产业中，尤其是在高速、中速和重载的轴承中应用最多。它是一种低熔点合金，硬相微粒散布在软基体上。以美国巴比特发明者命名的具有抗摩擦性能的锡基和铅基巴氏合金为白色，又叫白色合金，乌金[1]。本文就以巴氏合金堆焊后机加工表面质量加以叙述。
1.1.1 巴氏合金的分类
巴氏合金主要可以分为三种：锡基合金、铅基合金和镉基合金。巴氏合金依据国家标准可以分为锡基巴氏合金和铅基巴氏合金。锡基巴氏合金的强度和硬度高于铅基巴氏合金，耐腐蚀性也相对较好。因此 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
在巴氏合金的选用过程中，很多情况下选用锡基巴氏合金，其用的最多的牌号有Zchsnsb116、Zchsnsb84和Zchsnsb88等。虽然铅基巴氏合金的很多机能比不上锡基巴氏合金,但是大多工厂在原料采购时依然选择它们，因为它们的价格相对于锡基巴氏合金低廉很多，它用的最多的牌号有Zchpbsb16162、Zchpbsb1161等。锡基巴氏合金的代表元素（质量分数）有：锑3%～15%，铜3%～8%，镉<1%，锡余量[2]。
1.1.2 巴氏合金的基本性质
锡基巴氏合金ZSnSb11Cu6的固相点温度为240℃，液相点温度为370℃，它的使用温度应当低于100℃，摩擦系数在有油时为0.005，无油时为0.28。
巴氏合金(包含锡基巴氏合金和铅基巴氏合金)是应用最普遍的轴承原料，具有抗摩特征的锡基巴氏合金和铅基巴氏合金是独一的一种适用相对于低硬度轴转动的轴承原料，和其它轴承原料的机能相比较，它具有更好的顺应性和压入性，普遍用在重型船舶柴油机、涡轮机、发电机，以及其它矿山机器和重型旋转机器等[3]。
其主要合金成分是锡、铅、锑、铋、铜。合金中加入元素锑和铜用来提升合金的强度和硬度。巴氏合金的组织特征在于硬相微粒匀称散布在软相基体上，软相基体让合金具有更好的嵌藏性、抗咬合性和适应性，并且在磨合以后，软基体向内凹陷，硬微粒向外凸起，造成滑动面之间形成微小的间隙，行成润滑油通道和贮油空间，有利于抗摩特性；凸形的硬微粒起到支撑的作用，有利于承载[3]。锡基巴氏合金正常情况下含有铜3%～8%，锑3%～15%，其中金属间化合物SbSn和Cu6Sn5匀称地散布在锡基巴氏合金的软相基体上。铅基巴氏合金正常情况下含有锑10%～20%，锡5%～15%，还总是掺入微量的砷用来防止成分偏析和细化晶体[4]。所以锡基巴氏合金的强度和硬度高于铅基巴氏合金，耐腐蚀性也相对来说较好一些。因此，在应用过程中锡基巴氏合金的应用更加普遍。
锡基巴氏合金的特点：
1.锡基巴氏合金机能稳定，流动性较好，延伸率较低，熔点低。
2.锡基巴氏合金颗粒细腻，坚韧，柔软，坚硬，表面光滑，无砂眼，无缺陷，无裂纹，抛光和电镀效果较好。
3.锡基巴氏合金具有杰出的离心铸造性能和较高的韧性，可以用来铸造结构复杂、壁厚较薄的精密件，铸件表面细腻。
4.锡基巴氏合金铸件可以进行表面处理：电镀、喷涂和喷漆等。
5.锡基巴氏合金晶粒结构细密,使得工件尺寸公差较小,工件表面精美,后期处理瑕疵较少。
在生活中，我们通常把锡基合金称为锡基巴氏合金，它是巴氏合金的常见类型，是滑动轴承中的主要组件，它的构造设计的合理性对轴承性能影响较大，工艺流程与众不同。锡基巴氏合金具有杰出的耐腐蚀性、抗咬合性、嵌藏性和浇注性，磨合性能也很好，并且它的摩擦系数较小，硬度中等，导热性好，又有很好的抗腐蚀性和韧性，主要用在高速重负载条件下工作的轴瓦[5]。
铅基巴氏合金的特点：
1.铅基巴氏合金具有较好的顺应性、抗咬合性以及较好的嵌藏性。锡基巴氏合金与铅基巴氏合金相比有较好的耐腐蚀性。由巴氏合金制成的轴瓦与轴之间的摩擦系数很小，又具有优秀的可润滑性能。
2.铅基巴氏合金的摩擦系数强度大，使用过程中成本较低，产品合格效率高，并且有一定的抗压强度和硬度。广泛应用在水泥机械、石油机械、化工机械、矿山机械、冶金机械、压缩机械、等等大型设备的轴瓦、轴衬上，能承受来自转动着的轴施加的压力[6]。
3.铅基巴氏合金冲击韧性和塑性优秀。所以能承受振动和冲击载荷，形成轴和轴承的完美配合。
4.铅基巴氏合金表面机能良好。也就是具有优秀的嵌藏性、适应性和抗咬合性。
5.铅基巴氏合金具有优秀的导热性、耐腐蚀性和较小的热胀系数。
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