QSn4-4-2.5 是錫青銅家族中 “重載減摩 + 中等耐磨” 的多元合金,成分嚴(yán)格控制為銅 90%-91%、錫 3.8%-4.2%、鋅 3.8%-4.2%、鉛 2.3%-2.7%,雜質(zhì)總含量≤0.5%,其中鐵≤0.05%(避免硬脆夾雜)、氧≤0.01%(防止氣孔)。4% 錫 + 4% 鋅構(gòu)建強(qiáng)度與耐蝕基礎(chǔ),2.5% 鉛賦予優(yōu)異減摩性,形成 “錫鋅強(qiáng)基體 + 鉛減摩” 的體系,室溫抗拉強(qiáng)度 550-590MPa,布氏硬度 150-170HB,延伸率 18%-21%,摩擦系數(shù)(干摩擦)≤0.15,成為大型軸承、機(jī)床導(dǎo)軌、重載襯套等重載減摩部件的核心材料。
鉛的重載減摩 + 錫鋅強(qiáng)基體機(jī)制是其性能核心。鉛以獨(dú)立軟質(zhì)點(diǎn)形式彌散分布于合金基體(體積分?jǐn)?shù) 5%-7%),在重載摩擦?xí)r(壓力 8MPa、滑動(dòng)速度 0.3m/s),鉛質(zhì)點(diǎn)會(huì)在摩擦面形成連續(xù)潤(rùn)滑膜,將摩擦系數(shù)從無(wú)鉛錫青銅的 0.25 降至 0.15,磨損速率 0.007mm / 千小時(shí),比 QSn4-3 降低 22%;同時(shí),鉛的存在不顯著降低基體強(qiáng)度 —— 錫與鋅協(xié)同強(qiáng)化基體,形成 α+δ 雙相組織,δ 相(體積分?jǐn)?shù) 9%-11%,硬度 HV300)提升耐磨性,鋅優(yōu)化耐蝕性,使合金能承受重載應(yīng)力而不變形。某機(jī)床廠的 QSn4-4-2.5 導(dǎo)軌滑塊(尺寸 150×80×30mm),在 8MPa 壓力下滑動(dòng) 10000 小時(shí),滑塊磨損量?jī)H 0.012mm,導(dǎo)軌精度保持 IT5 級(jí),比無(wú)鉛滑塊(磨損量 0.02mm)壽命延長(zhǎng) 67%。
耐蝕性適配重載輕度腐蝕環(huán)境,錫、鋅協(xié)同形成 Cu?O-SnO?-ZnO 復(fù)合氧化膜(厚度 6-7μm,孔隙率≤0.4%),在淡水環(huán)境中年腐蝕速率 0.02mm,比碳鋼(0.1mm)降低 80%;在工業(yè)油潤(rùn)滑環(huán)境中,無(wú)明顯腐蝕,某重型電機(jī)的 QSn4-4-2.5 軸承(內(nèi)徑 120mm、壁厚 15mm),在潤(rùn)滑油潤(rùn)滑下使用 4 年,軸承內(nèi)壁無(wú)銹蝕,配合間隙仍保持 0.015-0.02mm。
加工工藝需平衡減摩與成型,熱加工溫度控制在 810-860℃(此時(shí)鉛呈液態(tài),均勻分布,合金塑性達(dá)峰值,伸長(zhǎng)率≥24%),單道次鍛造變形量 28%,適合制作大型軸承毛坯。某重型機(jī)械配件廠生產(chǎn)的 QSn4-4-2.5 軸承套(外徑 180mm、內(nèi)徑 120mm),經(jīng) 2 火次熱鍛后致密度達(dá) 99.8%,無(wú)內(nèi)部疏松,為后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。冷加工道次變形量 15%-18%,因鉛的軟化作用,無(wú)需頻繁退火,冷拉后尺寸精度達(dá) IT7 級(jí),內(nèi)孔粗糙度 Ra1.6μm。切削加工性能優(yōu)異,鉛的存在降低切削抗力,刀具壽命比無(wú)鉛青銅提升 40%,某精密配件廠加工的 QSn4-4-2.5 齒輪(模數(shù) 3mm、齒數(shù) 30),齒形精度達(dá) 7 級(jí),表面粗糙度 Ra0.8μm。
應(yīng)用場(chǎng)景集中在重載減摩領(lǐng)域,除大型軸承、機(jī)床導(dǎo)軌外,還用于重型電機(jī)襯套、壓力機(jī)滑塊。在某數(shù)控銑床項(xiàng)目中,QSn4-4-2.5 制作的導(dǎo)軌滑塊使銑床加工精度從 IT6 級(jí)提升至 IT5 級(jí),刀具使用壽命從 1000 小時(shí)延長(zhǎng)至 1400 小時(shí),每年為廠家節(jié)省刀具成本超 20 萬(wàn)元,充分彰顯 “重載減摩 + 中等耐磨” 的核心價(jià)值。
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