粉末冶金自润滑轴承材料标准

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

美国MPIF标准35“粉末冶金自润滑轴承材料标准” 编者按:轴承是机电工业的一类重要通用基础件，据中国机电日报2000年1月19日第6版报道，2000年我国滚动轴承的总生产能力为23亿套，其中中小尺寸普通级滚动轴承可达21亿套。但很少有人注意到，据初步估计，我国微小型粉末冶金自润滑轴承，即含油轴承，1999年销售量已超过20亿只，且大部分销往国外。全世界微小型含油轴承年产量已近百亿只。为适应我国粉末冶金含油轴承生产发展需要，特向有关生产厂家与用户推荐美国MPIF标准35《粉末冶金自润滑轴承材料标准》1998年版。这是国内外最新的《粉末冶金自润滑轴承材料标准》，值得研究与借鉴。 轴承可定义为一种在其中有另外一种元件(诸如轴颈或杆)旋转或滑动的机械零件。依据轴承工作时摩擦的型式，它们又分为滚动轴承与滑动轴承。滑动轴承之中自身具有自润滑性的轴承叫做含油轴承或自润滑轴承。用粉末冶金法制造的金属基含油轴承通称为粉末冶金自润滑轴承或烧结金属含油轴承。 粉末冶金自润滑轴承是音像设备、微特小型马达、办公机械、电动工具、洗衣机、电风扇、缝纫机、复印机等中不可缺少的一类轴承。据笔者估计，1999年我国微特小型粉末冶金自润滑轴承的年产量已达到25亿只左右。虽然我国早在1953年就已开始生产粉末冶金自润滑轴承，也制订过相应的国家标准[1]，诸如GB2685-81《粉末冶金筒形轴承型式、尺寸与公差》、GB2686-81《粉末冶金带挡边筒形轴承型式、尺寸与公差》、GB2687-81《粉末冶金球形轴承型式、尺寸与公差》及GB2688-81《滑动轴承粉末冶金轴承技术条件》，但是，这些标准自发布之日起，就从未进行过修订，已不能适应当前科技发展与生产的需要。 国际标准化组织(ISO)1996年对ISO5755《烧结金属材料 规范》进行了修订[2]。但其中关于粉末冶金自润滑轴承材料的牌号较少，也没有关于轴承设计与应用的说明。 美国金属粉末工业联合会(MPIF)，自1965年发布《粉末冶金自润滑轴承》材料标准以来，先后于1974、1976、1986、1990及1998进行了修订。1998年版[3]比1990年版[4]增加了4个材料牌号，在工程知识方面也增加了一些新内容。 特全文介绍如下。 1 注释与推荐的做法 1.1 最小值概念对于粉末冶金材料，MPIF采用了最小性能值概念。在设计粉末冶金轴承时，可能会采用诸如含油量与径向压溃力这些值。化学组成、密度，和在一些场合，径向压溃力也都列出了最大值。利用不同的化学组成、颗粒形状、密度和或工艺技术可达到同样的性能，这是粉末冶金的一大优点。 最小值是由产需双方确定的在一个生产批量中所有轴承在统计上都要超过的值。产需双方应商定取样方法。 需方应选择和详细说明对于具体应用最合适的粉末冶金材料与性能系统。提供的数据规定了列举的材料的值与给出了最低性能。利用较复杂的工艺过程还可改进使用性能。为了选择一种在性能与价格上都可行的最佳材料，和粉末冶金生产厂家讨论轴承的用途是很重要的。 利用MPIF标准35拟订粉末冶金轴承的技术条件，意味着除非产需双方另有协议外，材料性能至少具有标准中规定的最小值。 1.2 牌号选择 在选择一种特定的材料牌号之前，需要对包括尺寸公差在内的轴承设计与其最终用途进行细致分析。此外，还应考虑成品轴承的最终性能要求，例如密度、孔隙度、抗压强度、耐蚀性、耐磨性、含油量、油的种类、表面粗糙度及和应用相关的任何其他要求。建议在最终选定材料牌号之前，产需双方间就上述各个方面进行讨论。 除了本标准中已标准化的轴承材料之外，还有可用于特殊用途的拥有专利的其他材料。(关于设计的建议和与正确使用粉末冶金自润滑轴承有关的其他知识见MPIF出版的粉末冶金设计手册。) 1.3 名 称 在前缀字符代号之后的4位数字指的是材料组成。 在有色金属材料中，4位数字系列的前2位数字表示主要合金化组份的百分含量。4位数字系列的后2位数字表示次要合金化组分的百分含量。代号中虽未包括其他次要元素，但在每一种标准材料的“化学组成”中都已给出。粉末冶金有色金属材料牌号代号举例如下: 在铁基材料中，主要合金化元素(除化合碳外)都包括在前缀字符代号中，代号中虽不包括其他元素，但在每一种标准材料“化学组成”中都已将它们列出。4位数字代号前2位数字表示主要合金化组元的百分含量。K代表径向压溃强度，以103psi表示。 在4位数字系列中，最后2位数字表示铁基材料的化合碳含量。在代号系统中，冶金化合碳的范围表示如下: 后缀2位数字表示系数K的最小值，K是以103psi表示的。需方可根据粉末冶金材料的化学成分预计K值。字符K表示轴承材料牌号。 1.4 化学组成 每种材料的化学组成都列出了主要元素质量百分含量的最小与最大值。其他元素包括用差减法求出的所有其他元素。这些元素可能包括为特殊目的添加的其他次要元素与各个组份中含有的常量无关元素。 粉末冶金自润滑材料的化学组成规范表述的是烧结态材料。诸如精整、切削加工、滚磨或浸油之类后续作业都可能改变化学分析的结果。只要取样(钻取切屑)时未受到油或氧化物之类污染，就不会妨碍检验烧结态零件的化学组成。在某些场合，不管是为了精整还是为了润滑含浸的润滑剂，用Soxh let萃取法(ASTMB328)都可以部分地除去。 经过精整、滚磨、切削加工或含浸处理的零件都会被含碳材料污染，因此，在定碳之前必须将含碳材料除去。还无法将某些这类污染材料完全除去;因此，也就无法测定出精确的含碳量。铁中的化合碳含量可用全相估计珠光体的面积百分率来测定:100%珠光体约等于0 8%碳。