锌基合金轴承合金轴瓦的应用

锌基合金轴承合金轴瓦的应用水泥厂回转窑、球磨机等设备载荷的特点是低速重载，且伴有一定的冲击。目前这类设备的轴衬多采用铜瓦或乌金瓦，这对轴承的制造、安装、操作维护以及润滑油的使用要求较高，容易发生烧瓦、翻瓦、冒烟、抱轴、拉伤轴颈等现象，特别在生产调试初期，更时有发生。80年代初，国内在引进与研究的基础上，成功地开发生产了可替代铜合金的锌基轴承合金。1997年国家颁布了GB/T1175-1997《铸造锌合金》及GB/T16746-1997《锌合金铸件》国家标准，以规范、推广使用该合金材料。近年来，随着研究、实验不断地深入完善，一些水泥厂已经开始使用锌基轴承合金轴瓦，它成本低、寿命长、维护简便，使用效果不错。另外，铝基轴承合金AS7为巴氏合金良好的替代材料，使用温度可达300℃，适合于制造磨机主轴瓦。随着设备规格越来越大型化、市场竞争越来越激烈，对轴瓦材料的要求越来越高，有必要推广应用这些新型轴承合金材料，以便提高使用性能、降低制造及维护成本，提高市场竞争能力。1锌、铝基轴承合金材料、性能、特点目前常用的锌基轴承合金材料主要有ZA27、ZA303、；铝基轴承合金材料主要有AS7。经过引进、研究、开发，推出了标准合金ZA27（国标GB/T1175-1997）其综合性能很好，强度可达400Mpa，延伸率3%—6%，硬度HB100，缺点是具有低温脆性。ZA27的基础上调整合金成分，优选ZA303，它具有ZA27的全部优点，并大大提高了在常温、低温条件下的韧性，克服了ZA27低温脆性的不足。至于AS7，国外已经广泛应用，目前国内企业也能够按照国外生产标准进行制造，并成功地用于生产，该材料适用温度可达300℃，适合于制造磨机主轴瓦，为巴氏合金良好的替代材料。•1轴承合金参数性能对比•1锌、铝基轴承合金部分机械性能对比（表1）合金代号抗压屈服强度Mpa•2几种轴承合金技术参数对比（表2）1.1.3ZA303与ZA27高低性能对比（表3）•ZA27与ZQA19-4的比较，ZA27与ZQA19-4成分、性能对比如表4~8所示。1.3锌、铝基轴承合金材料的使用特点从以上数据对比分析，锌基轴承合金材料ZA-27、ZA-303综合机械性能都不错，是理想的铜合金轴瓦的替代材料，其明显的特点是：不拉丝、抱轴、翻瓦、伤轴、并具有一定的自润滑性，加工性能好、寿命长，而且该材料密度小，比同样规格的铜瓦重量轻，可显著降低成本，另外铝基轴承合金材料AS7除具有以上大部分特点外，其使用温度可达300℃，是巴氏合金理想的替代材料。特别是ZA-303，在保留了ZA-27全部优点的基础上大大提高了在常温及低温条件下的韧性，因此，该合金性能用于诸多重载、冲压、变压载荷及低温等恶劣条件的场合，拓宽了锌基轴承合金的应用范围。ZA-27和ZA-303的主要使用特点如下：•具有高强度、高韧性及良好的低温性能（ZA-303）；•摩擦系数小，导热率高，并具有一定的自润滑性，适用于中低速重载场合；•铸造性能好，铸件致密；•使用寿命长，同等条件下可为铜瓦的1~3倍；•密度小，重量轻，同样规格教铜瓦可降低成本30%以上。以回转窑托轮轴瓦为例目前的市场价格、比较如表9。•锌基轴承合金在水泥装备上的应用2.1锌基轴承合金在回转窑上的应用锌基轴承合金ZA-27首先应用在沈阳水泥机械厂1988年为山西阳泉矿物局水泥厂制造的￠3m*80m回转窑托轮轴瓦，获得成功。1993年又相继为锦西水泥厂￠3.95m*80m回转窑、哈尔滨水泥厂￠3.2m*44m回转窑及本溪水泥厂￠3.7m*53m、￠3.3m*60m、￠3.7m70m回转窑制造了ZA27托轮轴瓦，均取得了不错的使用效果。如锦西水泥厂￠3.95m*80m回转窑托轮轴瓦从1993年投产到1997年检查，运行就近3年半，磨损不到3mm，轴颈光滑如新，从未发生过烧瓦、断裂、冒烟、起皱、拉丝、抱轴、翻瓦等事故。近年来，河南焦作中州铝厂、山西云岗水泥厂、广西鱼峰水泥厂、西水创业公司、甘肃祁连山水泥厂、山西长冶铁三局水泥厂等相继使用就ZA-27托轮轴瓦，均效果良好。2002年中天仕名徐州重型机械装备有限公司制造的￠4m*60m及￠3.3m*52m回转窑采用了ZA303托轮轴瓦，外观质量不错，（见图1），现在已进入安装、调试阶段，下一步准备进行追踪调查观察。2.2锌基轴承合金轴瓦使用中的几点经验根据使用厂家反馈的信息，应用锌基轴承合金轴瓦时应注意以下几点：•加工轴瓦时，配合间隙要比铜瓦大30%~40%，瓦口间隙也要适当放大；•润滑油要清洁，不允许有固体颗粒，以免产生摩擦磨损；•应注意降低工作环境温度，如冷却水冷却效果不良等都可能会引起压延伸长、烧瓦等事故，但是由于锌基轴瓦合金熔点低（484℃），即使轴瓦压延伸长一般也不会与轴颈熔合，产生拉丝、伤轴、抱轴等现象；•托轮轴颈硬度要大于HB200，若经过热处理提高硬度则使用效果会更佳，表面粗糙度要达到Ra1.6~3.2m。2.3广泛应用锌、铝基轴承合金轴瓦的可行性•从经济效益和实际使用效果上看，锌、铝基轴承合金轴瓦具有如下特点；•与同规格铜瓦相比，可降低成本30%~40%左右；•使用寿命可提高1倍以上；•可以减少烧瓦、翻瓦、冒烟、抱轴、拉伤轴颈等事故的发生，降低了检修维护费用，提高了设备运转率，增加了经济效益。•从技术方面来看，依据本文及其他文献所列举的材料特点、机械性能、使用特性等进行研究对比，并结合在设计、制造、安装、使用等方面积累的成功经验，回转窑、球磨机、烘干机等设备的轴承轴瓦完全可以用锌、铝基轴承合金来替代。参考文献：•赵金山ZA27合金在大型回转窑承托装置上的应用[j]，特种铸造和有色合金2002，（2）：34~35•赵树臣锌基轴承合金轴瓦在我厂的应用[j]水泥，1998，23-25表1锌、铝基轴承合金部分机械性能对比合金代号抗压屈服强度,MPa剪切强度,MPa冲击强度,JZA-2733029048ZA-30335031590AS7165103-表2几种轴承合金技术参数对比合金代号抗拉强度σb,MPa延伸率δ5%布氏强度(HB)摩擦系数f线膨胀系数αХ10-6密度g/cm3ZA-27390-4103-61000.06265ZA-303400-4505-101200.05254.85AS7200-220570-900.004232.8ZQSn6-6-3180-2206680.0917.18.82ZQSn10-1220-2503-580-900.0818.58.96ZQA19-4400-500101000.0618.17.5表3ZA-303与ZA-27高低温性能对比合金代号-40℃100℃抗拉强度,MPa延伸率,%抗拉强度,MPa延伸率,%ZA-27-低温脆性25015ZA-3034701029025表4成分对比,%合金代号A1CuFeZnMgZA-2725-282-2.5-其余0.01-0.02ZQA19-48.5-11其余2-4--表5力学性能对比(不低于)合金代号σb/MPaσ0.2/MPaδ5/%HBZA-2740025010100ZQA19-450020013100表6物理性能对比合金代号密度g/cm3线膨胀系数αΧ10-6导热率λ电导率k摩擦系数f熔化范围,℃ZA-2752512529.70.03-0.07375-484ZQA19-47.516.259120.071039-1046表7许用值对比合金代号许用压力[p]MPa许用速度[v]m/s发热特征[p.v]MPa.m/s许用温度.℃ZA-2725-307-1028-30150ZQA19-430812280表8合金代号流动性mm线收缩率,%铸造压力,MPa热裂倾向ZA-278601.2311.2轻微ZQA19-41631.2538.5有表9回转窑托轮轴瓦衬瓦材质、价格比较表生产能力t/d材质衬瓦总件数参考价格,元锌铝瓦与铜瓦价格差额,元1000ZQA19-4125100015000ZA303、ZA2712360002000ZQA19-4128800037000ZA303、ZA2712510002500ZQA19-41211000045000ZA303、ZA2712650003000ZQA19-41212800053000ZA303、ZA2712750004000ZQA19-41221200086000ZA303、ZA27121260005000ZQA19-412289000116000ZA303、ZA27121730005500ZQA19-412366000146000ZA303、ZA2712220000编辑：dcement【发表评论】【加入收藏】【打印此文】【关闭窗口】