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　　滑动轴承是一种重要机械元件,它用来支承回转类轴类零件并使承载面间能作相对滑动。其优点为:构造简单、拆装方便、运转平稳、能承受较大的冲击负荷。缺点是:不易润滑和散热、较易磨损、功率的损失较大。为了减少摩擦和磨损,轴承必须工作在有良好的润滑状态下。然而,一些外在扰动会使轴承与轴颈在滑动过程中局部直接接触,使其处于边界润滑或混合润滑状态,那么必须通过选择良好的滑动轴承材料来弥补润滑条件的缺陷与不足[1]。

　　理想的滑动轴承材料应具有以下性能:(1)耐磨性:材料抵抗磨损的能力,与材料的硬度有关,材料的机械强度越大越不容易磨损。(2)减摩性:材料摩擦阻力应比较小,否则会产生较大的摩擦功耗。(3)抗胶合性:防止轴承和轴颈表面因承载力过大或高温产生互相咬粘或烧伤的能力,胶合分为冷胶合和热胶合。(4)跑合性:依靠表层的弹塑性变形来补偿滑动表面因粗糙度等原因造成的初始配合不良的性能,塑形好的软金属有良好的跑合性。(5)承载能力:材料在低的摩擦系数和适度磨损量时,能承受最大载荷的能力。(6)可嵌入性:材料在硬质颗粒的作用下产生局部塑性变形的能力,较软的材料嵌入性好些。(7)抗疲劳性:指材料在变载荷的作用下抵抗疲劳破坏的能力,抗疲劳性与轴承的表面粗糙度和缺陷有关。(8)耐蚀性:主要是指化学稳定性,材料抵抗腐蚀破坏作用的能力,由材料的成分、化学性能、组织形态等决定。(9)亲油(水)性:指润滑液在工作表面上形成边界膜的能力,主要与材料的化学成分有关。

　　铜合金材料是目前使用最多的轴承材料,其具有承载能力强、疲劳强度高、热传导性好、耐热性好等优点。常用的铜合金主要由铜,铅,锡元素组成,其中铅青铜和铜铅合金是最常用的铜合金轴承材料[3]。铅青铜可通过改变含量来调整、控制材料的强度和耐磨性。常用的铅青铜滑动轴承材料有和。铜铅合金可在较硬的铜基母材中复合软质的铅,并使铅在铜合金基体中的分布均匀细小,铅的含量直接决定了材料的硬度和承载能力。硬质的铜合金大都具有优良的耐磨性和抗疲劳性,但跑合性、可嵌入性差。对此可将铅、铟、锡等软质金属采用电镀方法沉积在铜合金轴承材料的表面,满足高速运转轴承的需要。

　　新思路带来的新问题是,相同承载力下,水膜的厚度大约只有油膜厚度的1/8,如此微小的间隙很难产生完全流体润滑,因此要求水润滑滑动轴承材料除了具备以上对滑动轴承的一般性要求外,还应突出以下特性:(1)水润滑材料自身应具有一定的亲水性(水不含有极性分子),以产生有效润滑作用的表面吸附物。(2)轴承材料应具有一定的硬度,较高的耐磨性或减磨性。(3)纯水的导电性比普通润滑油高数亿甚至数百亿倍,会使绝大多数金属材料发生电化学腐蚀,也会使高分子化学材料产生化学老化,因此轴承材料的耐腐蚀性受到严峻考验。

　　在水滑动轴承中应用得最多的塑料材料是酚醛树脂和氟化乙烯树脂。这两种材料与水的亲和性很好,因此易形成流体润滑;而其自身也具有一定润滑性,因此在边界润滑条件下也能较好的工作。但塑料的弹性模量与水的体积模量接近或更小些,在重载下转子的刚性和回转精度均不可能太好,因此塑料滑动轴承的适用的承载量偏低;同时温度较高时塑料的机械强度会大幅下降,因此塑料轴承的许用值大多是低于0.1这个数量级的,即只适用于较低转速或较低载荷。同时许多塑料类轴承有一定的吸水率和材料热膨胀系数,使其不适用于回转精度要求较高的场合。

　　常用的工程陶瓷材料主要有氧化铝()、氧化锆()、碳化硅()、,其作为水润滑材料有以下优点:(1)长寿命:陶瓷硬度为HRC75～80,比钢的硬度高得多,具有很高的耐磨性。(2)高刚性:陶瓷的弹性模量比钢的高50%,因此能提高主轴刚度15%～20%。(3)质量轻:陶瓷密度约为钢密度的40%,如作为回转件则离心力小。(4)干摩擦系数小:大约只有钢的30%,即发热量更低。(5)热膨胀率低:氮化硅的热膨胀率大约是钢的20%,尺寸稳定性好。(6)耐腐蚀:陶瓷化学性质不活泼,不会被水腐蚀。(7)耐高温:在高温下强度和硬度也不会降低,且不会发生冷胶合或热胶合,适用于高速、重载场合。(8)绝缘:陶瓷材料不导电,可使轴承不会因电容效应而被电弧击伤。

　　综上所述,陶瓷材料可适用于高温、高速工况,且能保持良好的工作状态,在强磁场或腐蚀性环境中也能正常运转。但陶瓷材料很脆,耐冲击性差,在冲击载荷的作用下易破碎;对水中杂质的高度敏感,易对轴产生磨粒磨损;与轴的硬度匹配不佳,轴的磨损比轴承要严重;陶瓷硬度很高,加工很困难,只能采用自然界中硬度最高的材料——金刚石、立方氮化硼等对其进行精密磨削,加工费用很高。基于以上原因,陶瓷轴承的应用受到了限制,但有理由认为,陶瓷轴承是当前最富潜力的高精度水润滑轴承之一。