第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)

滑動(dòng)軸承產(chǎn)品是指在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承?；瑒?dòng)軸承是用來(lái)支承軸類零件并使承載面間能作相對(duì)滑動(dòng)的重要機(jī)械元件。

滑動(dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、無(wú)噪聲。在液體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開(kāi)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(dòng)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(dòng)軸承材料。常用的滑動(dòng)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(dòng)軸承廠恢復(fù)生產(chǎn)，成為中國(guó)第一家獨(dú)立生產(chǎn)滑動(dòng)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(lǐng)廠、上工滑動(dòng)軸承廠、榮泰新機(jī)器廠和金興鐵工廠4個(gè)中心廠及10多個(gè)衛(wèi)星廠。在原蘇聯(lián)援助下，全國(guó)156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一的洛陽(yáng)軸承廠1954年3月底破土動(dòng)工興建，1957年開(kāi)始試制普通滑動(dòng)軸承13.6萬(wàn)套。至此，我國(guó)軸承工業(yè)瓦房店、哈爾濱、洛陽(yáng)、上海四個(gè)主要生產(chǎn)基地初步形成，為滑動(dòng)軸承制造業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1957年，全國(guó)軸承產(chǎn)量首次突破1000萬(wàn)套大關(guān)。

2、體系形成階段（1958～1977年）

此階段處于國(guó)家“一·五”至“五·五”五個(gè)五年計(jì)劃發(fā)展時(shí)期，給滑動(dòng)軸承工業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。“一·五”中期，洛陽(yáng)軸承廠于1958年7月通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，順利建成投產(chǎn)；上海軸承工業(yè)開(kāi)始形成一個(gè)有地方特色的滑動(dòng)軸承工業(yè)基地； 瓦房店、哈爾濱軸承廠充實(shí)完善，獲得較大發(fā)展。同時(shí)建成了部直屬的洛陽(yáng)軸承 研究 所和第十設(shè)計(jì) 研究 院等科研、工廠設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。此時(shí)期，滑動(dòng)軸承制造業(yè)為重點(diǎn)主機(jī)配套的新產(chǎn)品發(fā)展較快，已開(kāi)始生產(chǎn)汽車萬(wàn)向節(jié)滾針軸承、磁電機(jī)軸承、 機(jī)床主軸軸承和精密軸承，并試制了鐵路機(jī)車、軋鋼機(jī)、重型機(jī)械、石油工業(yè)和航空發(fā)電機(jī)、 坦克等主機(jī)所需的部分配套軸承。

“二·五”時(shí)期，為適應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，在成都、杭州、合肥、無(wú)錫、濟(jì)南、煙臺(tái)、上海、北京、廣州、昆明、長(zhǎng)沙等地先后建成38個(gè)滑動(dòng)軸承廠（點(diǎn)），迎來(lái)了中國(guó)滑動(dòng)軸承工業(yè)第一個(gè)發(fā)展高峰期。這些滑動(dòng)軸承廠以后都發(fā)展成為各省市的重點(diǎn)企業(yè)。

在“三·五”期間，即從六十年代中期開(kāi)始，中國(guó)軸承工業(yè)建設(shè)投資的重點(diǎn)集中在遠(yuǎn)離沿海工業(yè)發(fā)達(dá)的三線地區(qū)。在三線建設(shè)中，陸續(xù)在西南、 西北和中南地區(qū)，興建了貴州虹山、貴陽(yáng)、蘭州、甘肅海林、陜西海紅、寧夏西北、 青海海山和湖北襄陽(yáng)等一批滑動(dòng)軸承廠，進(jìn)一步改善了企業(yè)的布局。其中襄陽(yáng)滑動(dòng)軸承廠，以生產(chǎn)汽車軸承為主，與進(jìn)入七十年代，即“四·五”時(shí)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(gè)新興的汽車滑動(dòng)軸承生產(chǎn)基地。一批地方中、小滑動(dòng)軸承廠又紛紛建立起來(lái)，形成了中國(guó)滑動(dòng)軸承工業(yè)第二個(gè)發(fā)展高峰期。在七十年代初的建廠高潮中，全國(guó)滾動(dòng)滑動(dòng)軸承廠家已達(dá)600多個(gè)。此期間，短圓柱滾子滑動(dòng)軸承、球面滾子滑動(dòng)軸承、圓錐滾子軸承都有較快發(fā)展，滑動(dòng)軸承品種規(guī)格日趨齊全。到“五·五”初期，中國(guó)滑動(dòng)軸承制造業(yè)逐步建立起了瓦房店、 哈爾濱、 洛陽(yáng)、襄陽(yáng)滑動(dòng)軸承廠和上?；瑒?dòng)軸承 行業(yè) 五個(gè)各具特色的生產(chǎn)基地，以及星羅棋布的中小滑動(dòng)軸承企業(yè)。并建立了綜合性的科研與工廠設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和一些 行業(yè) 內(nèi)的工藝裝備與測(cè)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(dòng)軸承工業(yè)體系。據(jù)1977年171個(gè)主要企業(yè)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到10。1億元（70 年不變價(jià)），滑動(dòng)軸承產(chǎn)量1。2億套，職工14。7萬(wàn)人，擁有主要生產(chǎn)設(shè)備4。8萬(wàn)臺(tái)，固定資產(chǎn)原值14。9億元，全員總產(chǎn)值勞動(dòng)生產(chǎn)率為6821元/人·年，均比前一發(fā)展期有較大的進(jìn)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(huì)的召開(kāi)揭開(kāi)了中國(guó)歷史嶄新的一頁(yè)，波瀾壯闊的改革大潮在祖國(guó)大地洶涌澎湃。在鄧小平理論指引下，滑動(dòng)軸承 行業(yè) 不斷推進(jìn)改革，擴(kuò)大開(kāi)放，加快發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力大解放，使綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力明顯增強(qiáng)，在國(guó)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(dòng)軸承工業(yè)發(fā)展史上第三次浪潮。

“六·五”時(shí)期，軸承 行業(yè) 貫徹執(zhí)行機(jī)械部“三上一提高”的方針，通過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)引進(jìn)，進(jìn)一步改善了生產(chǎn)布局，增強(qiáng)了短線產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。在技術(shù)引進(jìn)的同時(shí)，開(kāi)展了與瑞典SKF、日本NTN、NSK、 美國(guó)TIMKEN等名牌滑動(dòng)軸承公司的技術(shù)交往和合作。期間還開(kāi)發(fā)了密封軸承、關(guān)節(jié)軸承、直線運(yùn)動(dòng)軸承、組合滑動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)臂軸承、諧波傳動(dòng)軸承等新產(chǎn)品，軸承設(shè)計(jì)水平逐步接近（或部分達(dá)到）國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。其中瓦房店軸承廠生產(chǎn)的777/650型軋鋼機(jī)軸承，壽命達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，獲得國(guó)家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品銀質(zhì)獎(jiǎng)。哈爾濱軸承廠生產(chǎn)的B、C級(jí)3182120-3182122 和 2268120-2268122機(jī)床主軸軸承，獲得國(guó)家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品銀質(zhì)獎(jiǎng)。洛陽(yáng)軸承廠設(shè)計(jì)的B3-706和B3-707 型精密光學(xué)坐標(biāo)鏜床主軸滑動(dòng)軸承，獲得國(guó)家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品金質(zhì)獎(jiǎng)。

第三節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)是繼日本、美國(guó)之后的世界第三大軸承生產(chǎn)大國(guó)，與之相比，我國(guó)軸承的質(zhì)量明顯存在“兩低一差”的情況。即產(chǎn)品技術(shù)含量低；產(chǎn)品制造、工藝、裝備低；國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力差。這種狀況與我國(guó)軸承大國(guó)的地位極不相稱。歸其原因，是我國(guó)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(diǎn)或流程

1、熔煉設(shè)備及工具準(zhǔn)備

熔煉設(shè)備：自動(dòng)控溫電阻爐、石墨塔禍、金屬型模具、熱電偶；工具準(zhǔn)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(yù)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(yù)熱到200-300℃，然后刷上涂料或者用噴槍噴涂，再預(yù)熱到400℃左右備用。用后的增渦及熔煉工具上的金屬殘?jiān)?，氧化皮和熔渣?yīng)清理干凈，增竭使用后趁熱清理。

2、爐料準(zhǔn)備

嚴(yán)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(hào)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(yàn)，原材料中各元素含量應(yīng)符合要求。

根據(jù)各種原料化驗(yàn)單及熔煉燒損率，按照前述設(shè)計(jì)的合金成分組成，通過(guò)配料計(jì)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(diǎn)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(diǎn)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(yīng)能與基體發(fā)生置換反應(yīng)，且反應(yīng)過(guò)程應(yīng)比較平穩(wěn)安全，本身和反應(yīng)產(chǎn)物均應(yīng)無(wú)毒。加入合金元素時(shí)，除了應(yīng)選擇合適的加人方式外，還應(yīng)注意采取合適的加入規(guī)范。對(duì)于易氧化的元素，加人溫度應(yīng)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(yīng)遵循的基本原則是：加速熔化過(guò)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(shí)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(guò)程，減少總的熔煉時(shí)間。當(dāng)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(dāng)升高熔池溫度，進(jìn)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(shí)應(yīng)快速壓人Al液。

4、熔煉的時(shí)間和溫度控制

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

升高溫度將加速鋁液與HZ O，0：之間反應(yīng)，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(guò)高的精煉溫度也會(huì)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(shí)，補(bǔ)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(shí)，氣體的溶解度很小，隨著溫度的升高，溶解度緩慢增加，當(dāng)達(dá)到金屬或合金的熔點(diǎn)時(shí)，溶解度突然急速增加，當(dāng)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(kāi)在大氣中進(jìn)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(jìn)氣體和雜質(zhì)，這些都是導(dǎo)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(duì)鋁合金的內(nèi)部及表面質(zhì)量、物理性能、力學(xué)性能、鑄造工藝性能等都產(chǎn)生很大的影響。合金熔煉時(shí)，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(guò)程及其作用機(jī)理，許多學(xué)者已進(jìn)行了大量 研究 ，測(cè)試出不同溫度下，氫在鋁液中的溶解度，并推導(dǎo)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(lái)源于爐氣組成中的H2。大氣中氫的分壓極微?。s5. 01 Pa），遠(yuǎn)比鋁液中的氫分壓低，溶于鋁液中的氫是不穩(wěn)定的，有強(qiáng)烈地自鋁液內(nèi)部向大氣擴(kuò)散的趨勢(shì)；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?jiàn)，爐氣中的氫分子不是形成氣孔的根源。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，鋁液中的氫和氧化夾雜物來(lái)自鋁液和水汽的反應(yīng)。

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(fù)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(lái)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(guò)程中我們可以從以下幾個(gè)方面防止和減少鋁液中的氣體與氧化夾雜物。

爐料：

爐料應(yīng)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(yīng)仔細(xì)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(yù)熱烘干后方能使用。精煉劑、覆蓋劑：使用前應(yīng)充分地烘干。熔化、澆注過(guò)程的操作：熔化攪拌鋁液應(yīng)盡量不使表面氧化膜及空氣攪人鋁液中去。澆注時(shí)應(yīng)盡量減少液流的下落高度，并應(yīng)勻速澆注（經(jīng)驗(yàn)表明：當(dāng)液流下落高度不超過(guò)300 mm，且勻速澆注時(shí)，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(shí)鋁液即在該管內(nèi)通過(guò)），使鋁液的飛濺及渦流減少。熔煉溫度、熔煉及澆注過(guò)程的持續(xù)時(shí)間：升高溫度將加速鋁液與H20，0：之間反應(yīng)，氫在鋁液的溶解度將隨著熔煉溫度的增高而急劇增加。當(dāng)溫度高于900℃時(shí)，鋁液表面氧化膜成為不致密的，更使上述反應(yīng)顯著加劇，故合金的熔煉溫度控制在750℃左右。應(yīng)盡量縮短熔煉及澆注過(guò)程的持續(xù)時(shí)間，否則會(huì)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(yīng)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(guò)程中進(jìn)行精煉除氣，精煉劑選用C2 Cls o CZ Cls為有機(jī)物，白色晶體。在760℃時(shí)分3次把精煉劑壓入鋁液深處，并作緩慢水平移動(dòng)，每次精煉反應(yīng)完成后靜置5 min扒渣。

第五節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析

1、節(jié)能化、綠色無(wú)污染趨勢(shì)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，滑動(dòng)軸承的工作環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜。要求滑動(dòng)軸承能長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫、高負(fù)荷、強(qiáng)腐蝕等特殊工況下，同時(shí)要求機(jī)械產(chǎn)品節(jié)能、降耗、免維護(hù)。軸承產(chǎn)品向低摩擦、小型化、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。這對(duì)滑動(dòng)軸承材料提出了更高的要求，迫切要求發(fā)展適應(yīng)不同工況條件的滑動(dòng)軸承材料。特別是從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，要求滑動(dòng)軸承材料實(shí)現(xiàn)綠色無(wú)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(wú)鉛化的實(shí)施將使滑動(dòng)軸承材料減摩性能降低、順應(yīng)性變差、抗咬合等性能下降。因此，研制開(kāi)發(fā)高性能無(wú)鉛化滑動(dòng)軸承材料及技術(shù)是材料科學(xué)者所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

2、新型材料的研發(fā)趨勢(shì)

隨著宇宙空間技術(shù)的發(fā)展以及電子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)固體潤(rùn)滑軸承提出了更高的要求。各種表面技術(shù)和表面薄膜潤(rùn)滑材料在滑動(dòng)軸承中日益受到重視。自潤(rùn)滑涂層可以在保證基體材料本身具有優(yōu)異機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，具有自潤(rùn)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(rùn)滑涂層材料的 研究 主要有兩個(gè)方向：一是新型碳系材料的 研究 開(kāi)發(fā)，如超微細(xì)的金剛石基團(tuán)和摩擦學(xué)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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