在廣闊的海洋上,船舶的穩(wěn)定運(yùn)行離不開眾多關(guān)鍵部件,船用軸承便是其中之一。它不僅要支撐船舶發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn),還需承受海洋環(huán)境帶來(lái)的嚴(yán)苛考驗(yàn)。因此,選用合適的材料制造船用軸承至關(guān)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(yīng)性,能輕松與軸頸磨合,不易發(fā)生咬黏現(xiàn)象。不過(guò),錫基軸承合金雖然減摩性、塑性和導(dǎo)熱性良好,膨脹系數(shù)小,但疲勞強(qiáng)度欠佳;鉛基軸承合金成本較低,高溫強(qiáng)度、親油性和自潤(rùn)滑性較好,可機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性稍遜一籌。由于強(qiáng)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(yīng)用于大型船用柴油機(jī)、渦輪機(jī)等重載及中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)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(yīng)用范圍廣,不過(guò)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(qiáng),適合高速、重載的工作環(huán)境;鋁青銅強(qiáng)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(chǎng)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(dú)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(dāng)好的耐蝕性、較高的疲勞強(qiáng)度以及不錯(cuò)的摩擦性能,在部分領(lǐng)域成功取代了價(jià)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?yàn)樵谳S承運(yùn)行時(shí),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(rùn)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(rùn)滑性、耐腐蝕性等特點(diǎn),能適應(yīng)一些特殊的工作環(huán)境。碳 - 石墨材料也是不錯(cuò)的選擇,石墨含量越多,材料越軟,與對(duì)偶件配副時(shí)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(duì)其進(jìn)行液體潤(rùn)滑劑浸漬,進(jìn)一步優(yōu)化性能。
船用軸承材料的選擇,直接關(guān)系到船舶的安全航行與設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。隨著科技的不斷進(jìn)步,未來(lái)有望研發(fā)出更多高性能、適應(yīng)復(fù)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(dòng)力。船舶制造與維修行業(yè)的從業(yè)者,不妨持續(xù)關(guān)注材料領(lǐng)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(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。
相關(guān)新聞