鋅基耐磨合金特點(diǎn)及磨損的基本形式
鋅基耐磨合金特點(diǎn)及磨損的基本形式
磨擦與磨損是材料力學(xué)中不能忽視的一個重要方面。五十年代以來，國外對磨
擦磨損和潤滑的研究及實(shí)踐是非常重視的，因?yàn)檫@方面已經(jīng)給他們帶來了巨大
的經(jīng)濟(jì)效益。如1974年日本從減少磨擦磨損中節(jié)約開支27.3億美元，美國達(dá)
120～160億美元，西德達(dá)100億馬克�？梢娧芯孔鳛閼�(yīng)用的耐磨材料來延長磨
擦磨損的壽命具有何等重要意義。
自1980年以來，我們將鋅基耐磨合金廣泛的應(yīng)用于CW6136、CW6140、
CW6163，車床和B665牛頭刨床及鉆床中的軸套、軸瓦、蝸輪、齒輪花鍵套.
螺母等零件上，替代原錫青銅ZQSn6-6-3、ZQSn10-1和ZQAl9-4等銅合金 牌號
使用。由于以上機(jī)床工作載荷輕，磨擦磨損時受力均勻（一般很難發(fā)生異�，F(xiàn)
象），使用效果良好，受到用戶歡迎。
有人認(rèn)為磨擦過程不是一些等效接觸行為堆砌，而是由一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)
有規(guī)則過度的總和。因此我們必須從磨擦副的載荷談起。輕載軸瓦磨擦磨損時
由于受力效輕，能形成均勻磨擦，磨損效小。而重載荷軸瓦承受的負(fù)荷繁重，
所承受的壓強(qiáng)度一般都在50公斤·力/平方厘米以上，并還常受沖擊、高溫、粉
塵、潤滑條件較差的惡劣條件下工作，軸瓦表面常出現(xiàn)擦傷、變形犁溝，嚴(yán)重
時到硬相碎裂而引起燒壞。我們常碰到過這種情況�，F(xiàn)以某鋼廠的一臺Ø150兩
輥式冷軋機(jī)為例。
該廠Ø150n/n兩輥式冷軋鋼機(jī)，按圖紙要求采用ZQSn10-1磷青銅制作軸瓦，潤
滑條件為邊界潤滑。原該機(jī)正常工作時，開機(jī)不到兩小時軸與瓦配合部份明顯
升溫，工作不到三小時發(fā)燒嚴(yán)重，必須停機(jī)換瓦或刮瓦，再重新工作。即使這
樣開開停停，一付軸瓦zui長時間只能用五個班左右，嚴(yán)重影響正常工作和生產(chǎn)
效率。這顯然與工作條件和軸瓦的材質(zhì)有關(guān)。一般來講，軸瓦在磨擦磨損工作
時，軟相基件被軸的表面凸峰擦傷和刮傷，而硬相暴露起作支撐的作用，如圖
一所示：由于砂模散熱效慢（凝固速度低于金屬模鑄造的30倍），銅合金凝固
后形成粗晶狀結(jié)構(gòu)，使其生成大塊硬相的聚集，再加上鑄造缺陷如：氣孔、夾
渣縮孔、縮松等，都會直接影響瓦的磨損。在重載的情況下，大塊硬相受重壓
磨擦后能導(dǎo)致影響與基體裂紋，壓碎及脫落。由于磨擦面增加了磨粒（硬相脫
落），就似雪崩一樣不可阻擋，磨擦熱急劇上升，直到將軸瓦燒傷。經(jīng)市冶金
局建議，采用我廠鋅基耐磨合金試試看，我們與該廠配合下，用鋅基耐磨合金
加工的軸瓦裝機(jī)試車，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)五個班，無異�，F(xiàn)象發(fā)生，工作平穩(wěn)正常，后
來該機(jī)軸瓦全部改用鋅基耐磨合金。
人們在分析磨擦偶件的工作時，注意力只集中在機(jī)械接觸的作用力和材料對它
的抗力上。而磨損力又取決于磨擦副材料成分，可是卻忽視了亞組織的作用，
更很少考慮到組織在磨擦過程的變化。直到近年來才注意到用金相方法分析鋅
基合金在磨擦過程中發(fā)生的組織變化。因此ZA27中加入微量的高熔點(diǎn)金屬，使
其在合金開始結(jié)晶時起核心作用，即在短時間內(nèi)析出初生晶格，使合金形
成組織，由于晶粒的細(xì)化，能生成新的細(xì)小的硬化相，均勻分布在基體中，
（磨擦面既無硬相壓碎且無脫落現(xiàn)象，呈似均勻磨損），使合金性能得到提高
，其硬度和耐磨性的提高更為明顯。微量高熔點(diǎn)金屬增添在鋅合金中還可以多
方面的改善其它性能，一般來講效果明顯。
