Các vật liệu thường được sử dụng trong Vòng bi tạp chí cần cân bằng khả năng chống mài mòn, chống mỏi, dẫn nhiệt và tương thích với môi trường bôi trơn. Các vật liệu khác nhau phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau. Các phân loại vật liệu chính và các kịch bản ứng dụng điển hình như sau:
1. Vật liệu kim loại
Kim loại Babbitt
Thành phần: Hợp kim dựa trên Thiếc-(ví dụ: Sn-Sb-Cu) hoặc hợp kim dựa trên chì (ví dụ: Pb-Sn-Cu) chứa chất nền mềm và các hạt cứng (ví dụ: SnSb, Cu6Sn5).
Đặc điểm: Hệ số ma sát thấp, khả năng chống mài mòn cao nhưng độ bền tương đối thấp, cần được lắp đặt trên lớp nền bằng thép hoặc đồng.
Ứng dụng: Các ứng dụng nhẹ, tốc độ cao (chẳng hạn như vòng bi tua-bin và máy phát điện), phụ thuộc vào sự bôi trơn màng dầu.
Hợp kim dựa trên đồng-
Vật liệu tiêu biểu: Đồng (như ZCuSn10Pb1), đồng nhôm (ZCuAl10Fe3).
Đặc điểm: Độ bền cao, dẫn nhiệt tốt nhưng hệ số ma sát cao hơn kim loại Babbitt một chút, yêu cầu bôi trơn tốt.
Ứng dụng: Tốc độ trung bình, điều kiện tải trung bình (ví dụ trục máy công cụ, trục đẩy tàu).
Hợp kim làm từ nhôm-
Vật liệu điển hình: Hợp kim nhôm{0}}thiếc (chẳng hạn như AlSn20Cu).
Đặc điểm: Nhẹ, chống ăn mòn nhưng khả năng chịu lực hạn chế; xử lý bề mặt (ví dụ mạ) là cần thiết để cải thiện khả năng chống mài mòn.
Ứng dụng: Lĩnh vực hàng không vũ trụ (ví dụ: vòng bi động cơ máy bay).
2. Vật liệu luyện kim bột
Vòng bi ngâm dầu-làm từ sắt-
Thành phần: Bột sắt trộn với bột đồng và than chì thiêu kết, độ xốp 10% -30%.
Đặc điểm: Tự -bôi trơn (hấp thụ lỗ chân lông), chi phí thấp nhưng độ bền thấp, cần kiểm soát sự phân bổ độ xốp.
Ứng dụng: Tốc độ thấp, kịch bản tải nhẹ (ví dụ: động cơ thiết bị gia dụng, ổ trục bơm nước ô tô).
Vòng bi ngâm dầu-làm từ đồng-
Thành phần: Bột đồng trộn với than chì, thiêu kết, độ xốp 5%-15%.
Đặc điểm: Độ dẫn nhiệt tốt hơn cao hơn-ổ trục sắt nhưng chi phí cao hơn, phù hợp với các ứng dụng tải trung bình, tốc độ cao và trung bình.
Mục đích: Thiết bị văn phòng (ví dụ: máy in, máy photocopy). Vật liệu phi kim loại
Vật liệu polyme
Vật liệu tiêu biểu: PTFE, PI, Nylon (PA).
Đặc điểm: Tự{0}}bôi trơn, chống ăn mòn, ít tiếng ồn, khả năng chịu lực hạn chế, được tân trang lại (ví dụ: chất độn sợi thủy tinh, chất độn molypden disulfide).
Công dụng: Máy móc thực phẩm, thiết bị hóa chất (như vòng bi trục khuấy).
Vật liệu gốm sứ
Vật liệu tiêu biểu: Alumina (Al2O3), Silicon nitride (Si3N4).
Tính năng: Chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn, cách nhiệt tốt, nhưng giòn, cần sử dụng ống lót kim loại.
Ứng dụng: Các ứng dụng có nhiệt độ-cao, tốc độ- cao (chẳng hạn như vòng bi tuabin khí).
Vật liệu than chì cacbon
Thành phần: Than chì tự nhiên hoặc nhân tạo, có thể được tẩm nhựa hoặc kim loại (ví dụ antimon, đồng).
Đặc điểm: Tự{0}}bôi trơn, kháng hóa chất- nhưng độ bền thấp và cần kết hợp với lớp nền bằng kim loại.
Công dụng: Ổ trục bôi trơn bằng nước (ví dụ trục đuôi tàu), ổ trục bơm hóa chất.
Tạp chí mang
4. Vật liệu tổng hợp
Kim loại-Vật liệu tổng hợp polyme
Cấu trúc điển hình: Lớp trượt Steelback + PTFE/PI (ví dụ Duroglide®, Rulon).
Tính năng: Kết hợp với độ bền của kim loại và đặc tính tự bôi trơn của polyme, phù hợp cho các ứng dụng tốc độ trung bình và cao.
Mục đích: Động cơ ô tô, vòng bi máy nén.
Kim loại-Gốm tổng hợp
Cấu trúc điển hình: Mặt sau bằng thép + phủ gốm (ví dụ Al2O3, WC).
Tính năng: Chống mài mòn cao, chịu nhiệt độ cao, thích hợp với môi trường khắc nghiệt.
Ứng dụng: Hàng không vũ trụ, thiết bị năng lượng (ví dụ: trục quay tuabin gió).
