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薄壁轴承常见橡胶密封材料的性能对比分析

时间:2026-05-24 浏览量:50

  橡胶在高温及低温时所发生的物理变化,是反复和可逆的,在一定的温度范围内变化时,当恢复常温时乃可保持橡胶的弹性性能。

  1.橡胶材料的高温性能

  橡胶在高温下及受油、化学介质等影响会切断橡胶中的高分子,过高的高温,橡胶将失去弹性并可能发生化学反应。

  在进行70小时空气加热老化试验后,橡胶拉伸强度的变化率为±30%,伸长率为50%,硬度变化±15%度以内适应的zui高温度被称为橡胶可使用的zui高温度。

  2.橡胶材料的低温性能:

  在低温下橡胶的高分子失去活性,硬度会发生变化。橡胶的低性能用TR10(TemperatureRetraction回缩温度)值来表示,即ASTM D 1329所规定的橡胶在低温领域内变形的恢复性能。TR10值表示橡胶具有10%变形恢复的温度。橡胶材料的耐寒性需要考虑机构和密封装置的多种要素,不是由TR10完全确定的。

  图1是丙烯酸酯橡胶的低温性能曲线图。

图片1

  图1.丙烯酸酯橡胶TR10=-25℃的性能

  图示丙烯酸酯橡胶在不同温度下的变形恢复率,根据ASTM D 1329所规定的橡胶在低温领域内变形的恢复性能要求,丙烯酸酯橡胶在变形恢复率10%的温度为-25℃,则丙烯酸酯橡胶的TR10为-25℃。

  橡胶适应性能是指橡胶材料对工作环境的适应性程度,各种常用橡胶材料的适用性能见(表1)

  表1常用橡胶材料性能比较

  有耐性√     除特殊场合外有耐性O     除特殊场合外无耐性Δ      无耐性×

图片2


滚动轴承零件表面处理工艺篇:表面磷化处理的后处理工序

  磷化处理的后处理是填充磷化膜微孔、封闭活性位点、提升耐蚀性/润滑性/涂装附着力的核心工序,无后处理的磷化膜耐蚀性会下降60%以上,工序选择完全由磷化用途决定,主流分钝化封闭、润滑封闭、涂油封闭三大类,含传统铬系、环保无铬系两种技术路线,以下是行业通用后处理工序:  一、核心后处理:钝化封闭  适配涂装底层、普通防护、铝/锌件磷化,核心作用是封闭磷化膜微孔、形成钝化膜、提升耐蚀性+涂装附着力,无铬钝化为当前行业强制环保标准,铬酸盐钝化仅用于小众非环保场景。  1.无铬钝化  2.铬酸盐钝化  药剂:六价铬(CrO₃)/三价铬钝化液(相对环保)  参数:常温,浸泡1~2min,槽液pH2.0~3.0  适用:老式工艺、高耐蚀要求小众场景  注意:六价铬有剧毒,违反RoHS/GB 30981,工业生产严禁使用,仅实验室/维修应急少量使用。  二、专用后处理:润滑封闭  核心作用是在磷化膜表面形成润滑膜,降低金属摩擦系数,防止冷加工时零件粘模/拉伤,仅搭配**锰系厚磷化膜(8~15μm)**使用,是冷加工磷化的专属后处理。  皂化封闭  药剂:硬脂酸钠/油酸钠/蓖麻油酸钠  参数:常温/40~50℃,浸泡5~10min,槽液pH8~10  原理:皂化物与磷化膜中的金属离子结合,形成金属皂润滑层,摩擦系数降至0.1以下  适配:冷镦螺栓、拉伸钢管、冲压件等冷加工工序  蜡质封闭  药剂:固体石蜡/乳化蜡+矿物油  参数:60~80℃,浸泡3~5min,冷却后形成蜡膜  适配:重载荷耐磨零件,如轴承套圈、齿轮坯  三、基础后处理:涂油封闭  核心作用是在磷化膜表面形成油膜,隔绝空气水分,防止短期返锈,工艺简单、成本低,是磷化后无其他处理时的基础防护手段,可单独使用或与钝化配合使用(钝化+涂油耐蚀性翻倍)。  防锈油封闭  药剂:薄层防锈油/硬膜防锈油(根据防护周期选择)  方式:浸泡/喷淋/刷涂,常温操作,油膜厚度5~20μm  防护周期:室内1~6个月(薄层油)、6~12个月(硬膜油)  乳化油封闭  药剂:乳化切削油/防锈乳化油  方式:常温浸泡,形成油水混合膜  适配:冷加工前的短期防护+润滑双重需求  四、特殊基材后处理:铝/锌件专用无铬钝化  铝/锌件化学性质活泼,磷化膜更薄更脆弱,严禁使用铬酸盐/皂化封闭,仅能选无铬专用钝化,且需搭配纯水洗(自来水会导致膜层返白),核心工序:  铝/锌件磷化→纯水洗→钛锆钝化(常温2~3min)→热风干燥(60~70℃)  关键:钝化后不可涂油,无涂装零件可钝化后薄涂铝/锌专用防锈油。  六、后处理核心管控要点  水洗是前提:磷化后必须经溢流水洗→纯水洗,彻底冲掉残留磷化液,否则会导致钝化液失效、膜层花斑;  干燥要彻底:后处理后需热风干燥(60~80℃),避免自然晾干时水分残留,导致零件返锈;  药剂匹配:涂装底层优先硅烷钝化,直接防护优先钛锆钝化,冷加工只能用皂化封闭,不可混用;  环保要求:工业生产必须使用无铬钝化,严禁使用六价铬,槽液废水需经处理达标后排放;  膜层兼容:钝化膜为无色透明/浅灰色,不影响零件外观,皂化膜为白色蜡状,涂油膜为油亮状,根据零件外观要求选择。

2026-03-09

滚动轴承内部相对运动及摩擦的机理

  滚动轴承的摩擦是轴承内部零部件之间(包括轴承与润滑介质、密封件之间)相互接触、相互作用、相对运动或存在相对运动趋势,但尚未开始运动之前的常见的一种客观现象,这种接触对运动着的轴承有减缓其速度和促使其逐渐停止的趋势被称为摩擦。  摩擦力是滚动轴承内相互接触的零部件作相对运动时,接触表面之间产生的一种妨碍运动的阻力。由摩擦力所产生的热量称为摩擦热。  磨损是摩擦的结果,摩擦所导致轴承零部件摩擦接触表面的材料脱落或转移称为摩损。润滑是减少摩擦、降低磨损的重要措施。  按摩擦副的运动形态可以将摩擦分类如下图。  内摩擦—指同一物体中诸分子间的相对移动而产生的摩擦。如润滑油自身分子之间发生的相对移动的摩擦,润滑油的内摩擦大小用粘度和运动粘度来表示。润滑脂的内摩擦除基础油自身分子之间的摩擦以外同时也与增稠剂有关。固体润滑介质如石墨二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)等也会发生自身分子层之间的相对滑移产生的内摩擦,固体润滑剂中的内摩擦也包含其本体内部分子间运动和在外部剪切力作用下引起的材料内部滑移、位错等。  内摩擦是物体自身固有潜在的摩擦因素,但这种内摩擦只有在外界的作用下出现在整个摩擦副运动的过程中,而且受到外界因素(如温度等)的变化而变化。  外摩擦—指两个相互接触物体在相对运动时接触面之间发生的摩擦。其仅与两个物体接触部位的表面形态(微凸体形态、微硬度等)及相互作用(压力等)有关,而与物体内部形态(材料性质等)无关。外摩擦包括纯净摩擦和干摩擦。  纯净摩擦:是一种物理干摩擦形式。即在两个物理表面上均无其他介质如吸附膜、化合膜和其他加入物。并在表面发生显著的塑性变形时形成的摩擦。  干摩擦;是指两个物体接触表面在没有任何润滑剂和保护膜的条件下。所发生的表面直接摩擦。但在实际情况下,由于摩擦热、塑性变形的发生,使金属和周围介质发生化学变化,形成氧化膜,金属接触表面的摩擦系数会较明显下降,所以一般干摩擦的定义为:在大气条件下的无润滑剂的摩擦。  静摩擦—静止状态的摩擦副、在刚好足以开始作相对运动之前的临界状态时的界面处的切向阻力。也即使由静止状态向运动状态开始过渡之前的一瞬间的摩擦,称为静摩擦。  动摩擦—摩擦副在运动过程中的摩擦,称之为动摩擦。  对金属(有一定屈服点的材料)一般静摩擦大于动摩擦。

2026-04-03

滚动轴承保持架的引导方式有哪些?

  保持架在滚动轴承中处于无“约束”的自由状态,为保持保持架的运行稳定性,一般对保持架采用外圈引导、内圈引导及滚动体引导三种引导形式。  1.保持架的外圈引导  以圆柱滚子轴承实体保持架外圈引导为例,保持架的外径与外圈的内挡边内径之间的间隙“S”即引导间隙就很小,而保持架内径与内圈的内外径(或滚道面)之间的间隙就显得比较大,这样保持架在旋转过程中会依附轴承的外圈档边的内径面(经过磨加工、有一定的加工要求)进行平稳运行。在运行过程中有时因游隙或滚动体与保持架“兜孔”间的磨损导致保持架中心下坠使保持架与套圈的引导面发生接触磨损。外引导的实体保持架下坠引导面发生磨损时,仅在外圈下部的外内径的表面有摩擦痕迹,而保持架外径整个圆周都有摩擦痕迹。  2.保持架的内圈引导  以圆柱滚子轴承实体保持架内圈引导为例,保持架的内径与内圈的外挡边外径之间的间隙“S”即引导间隙就很小,而保持架外径与外圈的内径之间的间隙就显得很大。在运行过程中内引导保持架也会因游隙或滚动体与保持架“兜孔”间的磨损导致保持架中心下坠使保持架与内套圈的引导面发生接触而磨损。如内引导的实体保持架下坠引导面发生磨损时,与外圈引导不同之处在于;内圈(旋转套圈)的内档边的外径有周向摩擦痕迹,同样保持架内径引导面(保持架外径面)整个圆周都有摩擦痕迹。  3.保持架滚动体引导  保持架采用滚动体引导形式可以适用于各类型滚动轴承,特别是冲压保持架结构的中、小型深沟球轴承、圆锥滚子轴承。其主要是冲压钢板保持架制造成本低的原因。由于冲压保持架钢材的硬度与耐磨性能均比实体铜保持架好,因此磨损小,几乎不会发生保持架磨损及下坠现象。但钢板冲压保持架的强度低于实体保持架,因此在承受滚动体冲击时容易发生扭曲变形。

2026-05-11
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