楊志華

摘 要：本文對比傳統(tǒng)FQ6-6-3和CuSn10Pb10渦輪增壓器用含鉛止推軸承材料，開發(fā)了CuSn6.5P0.1無鉛自潤滑粉末冶金渦輪增壓器用止推軸承材料，對比研究三種材料的摩擦磨損性能，結果如下：在低速（50r/min）和低載（加載壓力：50N）的工況條件下，無論是干運轉還是油潤滑條件下，F(xiàn)QSn6-6-3，CuSn10Pb10和CuSn6.5P0.1具有基本相當?shù)哪Σ烈驍?shù)，數(shù)據(jù)表明CuSn6.5P0.1在油潤滑條件下具有更好的摩擦磨損性能，能滿足渦輪增壓器止推軸承的使用要求。

關鍵詞：粉末冶金；止推軸承；無鉛；自潤滑；銅基；摩擦磨損

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.045

1 試驗

1.1 原材料參數(shù)和成分設計

本文設計了FQSn6-6-3、CuSn10Pb10、CuSn6.5P0.1三種粉末冶金止推軸承材料，試驗用原材料主要包括：上述三種合金粉、鍍銅鋼背、成型劑。

1.2 制備工藝

FQSn6-6-3止推軸承采用傳統(tǒng)粉末冶金模壓成型制備工藝，而CuSn10Pb10和CuSn6.5P0.1則是通過復壓復燒工藝制備而成，同時選擇鍍銅優(yōu)質碳素鋼板ST37作為鋼背層。通過控制壓制和整形工藝來調控粉末冶金模壓成型工藝中的密度分布均勻性，通過控制軋制壓下率來調控復壓復燒工藝的密度分布均勻性。

2 結果與討論

2.1 干運轉低速低載條件下，不同自潤滑材料的摩擦磨損性能對比研究

圖1為干運轉條件下，F(xiàn)QSn6-6-3、CuSn10Pb10、CuSn6.5P0.1三種材料在加載力為50N，轉速為50r/min條件下的摩擦磨損曲線圖。由圖可知，三種材料的平均摩擦因數(shù)均基本在0.15-0.20之間，CuSn6.5P0.1的平均摩擦因數(shù)稍低。從摩擦曲線的平穩(wěn)性分析，可知FQSn6-6-3和CuSn10Pb10的波動性遠遠高于CuSn6.5P0.1。

對應圖1試驗條件下磨痕的外觀形貌， FQSn6-6-3和CuSn10Pb10的表面存在少許犁溝，且有少量黑色物質填充，而CuSn6.5P0.1的磨痕較為光亮，未見明顯犁溝形貌。

2.2 油潤滑低速低載條件下，不同自潤滑材料的摩擦磨損性能對比研究

圖2為油潤滑條件下， FQSn6-6-3、CuSn10Pb10、CuSn6.5P0.1三種材料在加載力為50N，轉速為50r/min條件下的摩擦磨損曲線圖。三種材料平均摩擦因數(shù)和干摩擦條件下基本一致，維持在0.15-0.20，F(xiàn)QSn6-6-3和CuSn10Pb10前期有明顯的磨合階段曲線特征，而CuSn6.5P0.1則從摩擦磨損過程開始就表現(xiàn)穩(wěn)定的摩擦磨損狀態(tài)。三種材料都呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的摩擦磨損曲線，相比之下CuSn10Pb10的穩(wěn)定性最高。對于干摩擦條件下和有油潤滑狀態(tài)的摩擦曲線可知，有油潤滑狀態(tài)下能大大提高FQSn6-6-3和CuSn10Pb10的摩擦穩(wěn)定性，而CuSn6.5P0.1在兩種狀態(tài)下均表現(xiàn)出穩(wěn)定的摩擦磨損狀態(tài)。

對應圖2試驗條件下磨痕外觀形貌，在宏觀狀態(tài)下，三種材料的磨痕形態(tài)基本相似，呈現(xiàn)材料原本金屬光澤，未如干磨擦狀態(tài)下形成新的黑色物質。

3 結論

本文開發(fā)了CuSn6.5P0.1無鉛自潤滑粉末冶金渦輪增壓器止推軸承，對比研究三種材料的摩擦磨損性能，所得主要結論如下：（1）在低速（50r/min）和低載（加載壓力：50N）工況條件下，干運轉時，F(xiàn)QSn6-6-3，CuSn10Pb10和CuSn6.5P0.1具有基本相當摩擦因數(shù)，但FQSn6-6-3和CuSn10Pb10的摩擦曲線存在較大波動，而CuSn6.5P0.1的摩擦曲線較平穩(wěn)；（2）油潤滑條件下，三者都具有較穩(wěn)定的摩擦曲線，但FQSn6-6-3和CuSn10Pb10存在明顯的磨合階段曲線，而CuSn6.5P0.1未見明顯的磨合階段曲線，表明CuSn6.5P0.1具有更好的摩擦磨損性能。

參考文獻：

[1]施新南，王航，胡遼平.增壓器止推軸承性能及失效原因分析[J]. 軸承，2003（11）：35-36.endprint