Perché l'ottone ad alta resistenza è il materiale più adatto per i cuscinetti auto-lubrificanti di tipo inserto?

Nelle moderne attrezzature industriali, cuscinetti auto-lubrificanti sono componenti di base che garantiscono il funzionamento efficiente e stabile dei macchinari, in particolare in condizioni di carico pesante, a bassa velocità o estrema in cui la lubrificazione del grasso tradizionale spesso non è all'altezza. I cuscinetti auto-lubrificanti di tipo inserto, che incorporano lubrificanti solidi (come grafite, disolfuro di molibdeno) nel materiale di base, possono in modo continuativo un film lubrificante durante l'attrito, riducendo significativamente l'usura. Tuttavia, la scelta del materiale di base determina direttamente la capacità di trasporto del carico del cuscinetto, la resistenza all'usura e la durata della vita. Tra numerosi materiali candidati, gli ottoni ad alta resistenza (come ZCUZN25al6FE3MN3, HMN58-2, ecc.) Si distinguono per le sue proprietà fisiche e meccaniche uniche, rendendolo il materiale preferito in questo campo.

I. Proprietà fisiche e meccaniche di ottone ad alta resistenza

Capacità di alta resistenza e carico

L'ottone ad alta resistenza raggiunge gli effetti di rafforzamento della soluzione solida e di rafforzamento della dispersione aggiungendo elementi in lega come alluminio (AL), ferro (FE) e manganese (MN). Assumendo il tipico grado ZCUZN25Al6Fe3MN3 Come esempio, la sua resistenza alla trazione può raggiungere 650-750 MPa, con una durezza di HB 180-220, significativamente superiore al normale bronzo stagno (ZCUSN10P1 resistenza alla trazione di circa 250 MPA, HB 90). Questa elevata resistenza gli consente di resistere alla massima pressione di 30-50 MPa, soddisfacendo le esigenze di scenari a carico pesante come macchinari minerari e rulli metallurgici.

Eccellente resistenza all'usura e coefficiente di attrito basso

La struttura di base di ottone ad alta resistenza è densa e uniforme, con un coefficiente di attrito stabile di 0,08-0,12 in condizioni di attrito a secco, una riduzione di oltre il 30% rispetto al bronzo stagno (0,15-0,25). Allo stesso tempo, il suo tasso di usura è di soli 0,5 × 10⁻⁴ mm³/(n · m) (standard di test ASTM G99), una riduzione del 58% rispetto al bronzo in alluminio (1,2 × 10⁻⁴), estendendo significativamente la durata del cuscinetto.

Effetto sinergico auto-lubrificante

L'ottone ad alta resistenza può essere pre-morto lubrificanti solidi (come la grafite) che rappresentano il 15-25% del volume attraverso i processi di metallurgia o fusione in polvere. Durante l'attrito, i lubrificanti vengono rilasciati uniformemente e formano un film di trasferimento, combinato con l'elevata conducibilità termica del materiale di base (70-80 W/(M · K)), prevenendo efficacemente il fallimento della lubrificazione causata dal surriscaldamento locale.

Ii. Analisi comparativa: ottone ad alta resistenza rispetto ad altri materiali per cuscinetti

Riepilogo del vantaggio chiave:

• Economia: l'ottone ad alta resistenza è di circa il 20% in meno costoso del bronzo di stagno e ha una durata della vita più lunga del 50% (raggiungendo 8000-10000 ore in condizioni di carico grave).

• Adattabilità ambientale: la presenza di elementi in alluminio e manganese migliora la resistenza alla corrosione dell'acqua di mare e dell'acido alcolico, rendendolo adatto per navi e attrezzature chimiche.

• Affidabilità: in condizioni di stop di start frequenti o carichi di impatto, la sua resistenza alla fatica (≥200 MPa) supera di gran lunga quella della maternità ingegneristica (circa 30 MPa).

Iii. Casi di applicazione e supporto dei dati

Secondo le statistiche della China Heavy Machinery Industry Association nel 2023, in scenari come i cuscinetti della pile di rottura della gru a porto e i cuscinetti per taglieri di macchine per scudo, il tasso di fallimento dei cuscinetti di inserimento utilizzando l'ottone ad alta resistenza è inferiore del 42% a quello del bronzo di stagno e l'intervallo di manutenzione è stato esteso da 500 ore a 1200 ore. Un progetto di ristrutturazione di un rolling di rolling di Enterprise Metallurgical ha mostrato che dopo essere passati a cuscinetti in ottone ad alta resistenza, il costo di manutenzione annuale per un singolo pezzo di attrezzatura è diminuito di 180.000 RMB e il consumo di energia è ridotto del 7%.

L'ottone ad alta resistenza, con le sue caratteristiche di "Trinità" di alta resistenza, bassa attrito e resistenza all'usura, combinati con il suo eccellente effetto sinergico auto-lubrificante e il vantaggio in termini di costi, è diventato il "gold standard" per i cuscinetti auto-lubrificanti di tipo inserto. Man mano che le attrezzature industriali si evolve verso parametri più elevati, il suo ruolo insostituibile in condizioni complesse come carichi elevati, alte temperature e corrosione diventeranno sempre più importanti.

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