锌基耐磨合金特点及磨损的基本形式
锌基耐磨合金特点及磨损的基本形式
磨擦与磨损是材料力学中不能忽视的一个重要方面。五十年代以来，国外对磨
擦磨损和润滑的研究及实践是非常重视的，因为这方面已经给他们带来了巨大
的经济效益。如1974年日本从减少磨擦磨损中节约开支27.3亿美元，美国达
120～160亿美元，西德达100亿马克。可见研究作为应用的耐磨材料来延长磨
擦磨损的寿命具有何等重要意义。
自1980年以来，我们将锌基耐磨合金广泛的应用于CW6136、CW6140、
CW6163，车床和B665牛头刨床及钻床中的轴套、轴瓦、蜗轮、齿轮花键套.
螺母等零件上，替代原锡青铜ZQSn6-6-3、ZQSn10-1和ZQAl9-4等铜合金 牌号
使用。由于以上机床工作载荷轻，磨擦磨损时受力均匀（一般很难发生异常现
象），使用效果良好，受到用户欢迎。
有人认为磨擦过程不是一些等效接触行为堆砌，而是由一种状态向另一种状态
有规则过度的总和。因此我们必须从磨擦副的载荷谈起。轻载轴瓦磨擦磨损时
由于受力效轻，能形成均匀磨擦，磨损效小。而重载荷轴瓦承受的负荷繁重，
所承受的压强度一般都在50公斤·力/平方厘米以上，并还常受冲击、高温、粉
尘、润滑条件较差的恶劣条件下工作，轴瓦表面常出现擦伤、变形犁沟，严重
时到硬相碎裂而引起烧坏。我们常碰到过这种情况。现以某钢厂的一台Ø150两
辊式冷轧机为例。
该厂Ø150n/n两辊式冷轧钢机，按图纸要求采用ZQSn10-1磷青铜制作轴瓦，润
滑条件为边界润滑。原该机正常工作时，开机不到两小时轴与瓦配合部份明显
升温，工作不到三小时发烧严重，必须停机换瓦或刮瓦，再重新工作。即使这
样开开停停，一付轴瓦zui长时间只能用五个班左右，严重影响正常工作和生产
效率。这显然与工作条件和轴瓦的材质有关。一般来讲，轴瓦在磨擦磨损工作
时，软相基件被轴的表面凸峰擦伤和刮伤，而硬相暴露起作支撑的作用，如图
一所示：由于砂模散热效慢（凝固速度低于金属模铸造的30倍），铜合金凝固
后形成粗晶状结构，使其生成大块硬相的聚集，再加上铸造缺陷如：气孔、夹
渣缩孔、缩松等，都会直接影响瓦的磨损。在重载的情况下，大块硬相受重压
磨擦后能导致影响与基体裂纹，压碎及脱落。由于磨擦面增加了磨粒（硬相脱
落），就似雪崩一样不可阻挡，磨擦热急剧上升，直到将轴瓦烧伤。经市冶金
局建议，采用我厂锌基耐磨合金试试看，我们与该厂配合下，用锌基耐磨合金
加工的轴瓦装机试车，连续运转五个班，无异常现象发生，工作平稳正常，后
来该机轴瓦全部改用锌基耐磨合金。
人们在分析磨擦偶件的工作时，注意力只集中在机械接触的作用力和材料对它
的抗力上。而磨损力又取决于磨擦副材料成分，可是却忽视了亚组织的作用，
更很少考虑到组织在磨擦过程的变化。直到近年来才注意到用金相方法分析锌
基合金在磨擦过程中发生的组织变化。因此ZA27中加入微量的高熔点金属，使
其在合金开始结晶时起核心作用，即在短时间内析出初生晶格，使合金形
成组织，由于晶粒的细化，能生成新的细小的硬化相，均匀分布在基体中，
（磨擦面既无硬相压碎且无脱落现象，呈似均匀磨损），使合金性能得到提高
，其硬度和耐磨性的提高更为明显。微量高熔点金属增添在锌合金中还可以多
方面的改善其它性能，一般来讲效果明显。
