白合金白合金分析方法

1、布氏硬度

布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)，把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的 表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。

2、拉伸试验

拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。

3、金相分析

金属材料的机械性质与其显微组织有密切的关系，金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。各相的形态、数量和分布不同，它们的显微组织有很大差异。

4、形貌分析

扫描电子显微镜分析主要用于观察巴氏合金粒子的形貌。

5、热分析

DSC示差扫描量热计是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间的变化关系。如果升温速率恒定，记录的也就是热功率之差随温度的变化关系。TGA 热重分析是在可调速度的加热或冷却环境中，把被测物质的重量作为时间或温度的函数来记录的方法。所测得的记录称为热重曲线。

6、成分分析

利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。按激发、色散和探测方法的不同，分为X射线光谱法(波长色散)和X射线谱法(能量色散)。当原子受到X射线光子(原级X射线)或其他微观粒子的激发使原子内层电子电离而出现空位，原子内层电子重新配位，较外层电子跃迁到内层电子空位，并同时放射出次级X射线光子，此即X射线荧光。较外层电子跃迁到内层电子空位所释放的能量等于两电子能级的能量差，因此，X射线荧光的波长对不同元素是特征的。

主要使用于大型机械主轴的轴瓦、轴承、轴衬、轴套。如：水泥机械、钢铁机械、化工机械、造纸机械、石油机械、船舶机械、压缩机械、煤矿机械、选矿设备等等，还可以用在大型机床上来取代黄铜，效果也很好。巴氏合金除制造滑动轴承外，因其质地软、强度低，常将其丝或粉喷涂在钢等基体上制成轴瓦使用。为防止成分偏析和细化晶粒，还常加入少量的砷。

在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使白合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和 润滑油通道，利于减摩；上凸的硬质点起支承作用，有利于承载。

由美国人巴比特发明而得名，因其呈白色，又称白合金。

巴氏合金(包括锡基轴承合金和铅基轴承合金)是最广为人知的轴承材料，具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金。其应用可以追溯到工业革命时代。具有减摩特性的锡基巴氏合金和铅基巴氏合金是适合相对于低硬度轴转动的材料，与其它轴承材料相比，具有更好的适应性和压入性，广泛用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机，以及其它矿山机械和大型旋转机械等。巴氏合金除制造滑动轴承外，因其质地软、强度低，常将其丝或粉喷涂在钢等基体上制成轴瓦使用。

巴氏合金的组织特点是，在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油通道，利于减摩；上凸的硬质点起支承作用，有利于承载。

主要合金成分是锡、铅、锑、铜。锑、铜用以提高合金强度和硬度。

按国家标准，巴氏合金可以分为锡基合金和铅基合金两种。后者含锑10%～20%，锡5%～15%，为防止成分偏析和细化晶粒，还常加入少量的砷。铅基合金的强度和硬度比锡基合金低，耐蚀性也差。所以客户在使用巴氏合金的时候，通常选用锡基合金，其常用的牌号有ZChSnSb11-6、ZChSnSb8-4、ZChSnSb8-8等。尽管铅基合金的性能没有锡基合金好，但是有许多客户仍然选择使用，因为它使用起来比较经济，其常用的牌号有ZChPbSb16-16-2、ZChPbSb1-16-1等。

锡基和铅基的耐磨合金称做白色合金或巴比特合金，一般用于浇铸轴承或轴瓦。

生产铅白色合金时可用各种废合金、中间合金、准备合金和原生金属作原料。所用的铅废料含锡应不低于0.2%，含锑不低于0.3%。

由于铅及其合金废料的化学成分不同，一般须先将原料（铅和白色合金废料、含锡废料、合金屑、印刷合金等）熔炼形成准备合金。测定它的化学成分后就可作为熔炼所需化学成分白色合金的配料。

准备合金通常在生铁锅、鼓风炉或反射炉中进行熔炼。熔炼时以木炭作覆盖熔剂，以磨细的沥青作还原剂准备合金的熔炼工艺为：将容量为3t的合金坩埚在电阻炉中加热后，加入粗硬铅和15-20kg木炭。粗铅熔化后，加入沥青，并搅拌熔体至产出干浮渣为止。除去干浮渣，将白色合金旧料、铅旧料、合金屑加入坩埚中，并搅拌合金熔体。当坩埚充满合金时，加热至550~600℃，在坩埚里装上搅拌器和离心泵后，将熔体在带式铸锭机上进行浇铸。

当熔炼含有铜、镍、碲和其他成分的铅锡白色合金时，因这些成分难熔或易氧化，所以不能以纯态加入配料中，而需先将这些成分预先炼成中间合金。为生产所需牌号的含铅锡白色合金，把准备合金、中间合金、再生或原生锡和锑加入坩埚电阻炉中熔炼。其配比按炉料各组成的化学成分计算。

白色合金生产过程中包括两个基本作业：加料和调整合金成分。加料作业过程中将最难熔的炉料组分熔化成为液态熔体；调整合金成分过程中将合金成分调整到所规定的成分标准范围。

例如生产牌号B16的白色合金（其化学成分（%）为：Sb15~17，Cu1.5-2.0，Sn15-17，余量为Pb），炉料大致成分（%）为：Sn15.7，Sb16.5，Cu1.76，余为铅；生产BH白色合金的炉料成分（%）为：Sn9.55，Sb14.10，Cu1.77，Ni0.50，As0.72，Cd0.60，余为铅。铅锡合金很容易偏析，所以应加适量的铜。因为铜与锡和锑都生成稳定的金属间化合物Cu₂Sn、CuSn、Cu₂Sb，合金冷却时，这些金属间化合物呈初晶形态析出，形成合金骨架，能防止密度小的品体上浮。合金在温度为360~400℃时进行浇铸，这时要不断搅拌合金，以保证组分均匀。生产白色合金的原料包括锡、锑、砷、镉各种中间合金、准备合金，还包括各工序的返料（浮渣、溅料、废品）。

钙白色合金的化学成分（%）为：Ca 0.85~1.15，Na 0.6~0.9，余量为Pb。生产时，往铅中加入金属钙，此时钙与铅生成PbCa晶体，它构成了白色合金中的硬化组分，此组分在轴承中承受着主要负荷。为提高合金机体的强度，还往铅中加金属钠。钠与铅生成晶粒很细的化合物Na₂Pb₅，它均匀分布于铅中。

再生钙白色合金可用含钠-钙的旧合金和废料以及各种再生铅原料生产。其杂质标准含量（%）为：Bi 0.1，Sn 0.25，Mg 0.02，其他杂质0.3，因此只能用含锑不超过0.3%的软铅旧料作原料。工业实践中生产含钙白色合金有三种方法，即氯化钙法、金属钙法和电解法，在此仅介绍金属钙法。

金属钙法是把金属钙加入熔融铅中，然后再加入金属钠。生产设备由上、下两口锅组成。上部锅中熔化含杂质最低的铅，并在800℃下将一半渣铅放入下部锅中。按每吨合金加钙13.5~14kg计算，将金属钙也加入下部锅中。铅与钙生成金属间化合物Pb₃Ca，其反应很强烈，并放出大量的热。因此应将钙加入铅的下部以减少钙的烧损。然后再将上部锅中的铅（在350~370℃下）放到下部锅内的二元合金中，以降低Pb-Ca二元合金的温度。按每吨合金加7~8kg计算，将金属钠加入已降温的合金中，同时将合金强烈搅拌。过程中要求先加钙后加钠，否则因铅与钙剧烈反应而使钠受到损失。此法的缺点是生成大量含铅高的浮渣。

又叫作巴比合金。根据化学成分一般有：锡白色合金，它是锡、锑、铜的合金。铅白色合金，它是以铅为主体的铅锑钢。它是由巴比所发明的，所以就叫白色合金。它是一种易熔的轴承合金，它的特点是在软的基体上分布着硬的小质点，并有很强的耐热性能，但因强度低，不能作自受载荷的结构。通常是浇铸在铸铁或青铜的轴套上。锡白色合金在大负荷合高速度下工作发热很少，制空气压缩机、离心机等。此外还有含钙、钡、锶、镍的铅白色合金用途更广。