金屬材料常用的滑動軸承金屬材料有軸承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨鑄鐵、銅基和鋁基合金。
(1)軸承合金(又叫巴氏合金或白合金)主要合金成分是錫、鉛、銻、銅。銻、銅,用以提高合金強度和硬度。按國家標準,巴氏合金可以分為錫基合金和鉛基合金兩種。鉛基合金的強度和硬度比錫基合金低,耐蝕性也差。所以在使用巴氏合金的時候,通常選用錫基合金,其常用的牌號有ZSnSb11Cu6、ZSnSb8Cu4等。盡管鉛基合金的性能沒有錫基合金好,但是由于它比較經濟,因此在滿足要求的工況條件下仍然選擇使用,其常用的牌號ZPbSb16Sn16Cu2等。然而,軸承合金元素的熔點大都較低,所以適合在150℃以下的工況。
(2)銅基合金具有較高的導熱性,相對于鋼具有更好的耐磨性。并且銅基合金具有很好的加工性和潤滑性,它的內壁可以進行精加工,與軸光滑的面接觸。用作滑動軸承材料的銅基合金主要有:以銅、銻為主要成分的黃銅;以銅、錫為主要成分的青銅;以及銅鉛合金(又稱鉛青銅)。銅基合金強度高,導熱性和耐磨性好,允許工作溫度比巴氏合金高,但順應性、嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金。常用的含錫、磷的錫青銅,適用于中速重載或受沖擊載荷的軸承;含錫、鋅、鉛的錫青銅,適用于中速中載的軸承。
凸輪軸承的非金屬材料：
(1)聚四氟乙烯：具有優(yōu)良的自潤滑性能和較高熱穩(wěn)定性能。其摩擦因數(shù)小,不吸水,不黏,不燃,可在-180~250℃的條件下使用。但也存在著線脹系數(shù)大,尺寸穩(wěn)定性差,導熱性差等缺點。為改善其性能,可用金屬顆粒、纖維、石墨和無機物填充強化。
(2)石墨：是一種良好的自潤滑材料,又因其易加工,且越磨越光滑,所以是軸承的優(yōu)選材料。但其力學性能差,抗沖擊和承受載荷能力差,只適用于輕載場合。為提高其力學性能,常用一些耐磨性能好的易熔金屬進行浸漬處理。常用的浸漬材料有巴氏合金、銅合金以及銻合金等。浸巴氏合金石墨軸承允許使用溫度為120~180℃,浸銅合金石墨軸承允用溫度為300℃,浸銻合金石墨軸承允許的工作溫度可達500℃。
(3)橡膠：是用彈性體的聚合物,具有良好的彈性和吸振性。但其導熱性差,加工困難,許用使用溫度在65℃以下,且需要循環(huán)水不斷地潤滑冷卻,因此一般很少選用。
(4)硬質合金：具有硬度高,耐磨,強度和韌性較好,耐熱,耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,因此,用其加工的滑動軸承精度高,運行平穩(wěn),硬度高,強度好,經久耐用,但是價格昂貴。
(5)碳化硅：是一種人工合成的新型無機非金屬材料。硬度次于金剛石,具有優(yōu)良的耐化學腐蝕、耐磨、耐高溫性能以及機械強度高,自潤滑性能好,抗高溫蠕變,摩擦因數(shù)小,熱導率高,熱膨脹系數(shù)低等特點,可廣泛用于石油、冶金、化工、機械、航空航天以及核能等領域,常用作滑動軸承以及機械密封的摩擦副材料。大量試驗表明,碳化硅是目前摩擦副中最優(yōu)秀的材料,尤以無壓燒結SiC和熱壓燒結SiC的性能最佳。
