QSn4-4-2.5 是锡青铜家族中 “重载减摩 + 中等耐磨” 的多元合金,成分严格控制为铜 90%-91%、锡 3.8%-4.2%、锌 3.8%-4.2%、铅 2.3%-2.7%,杂质总含量≤0.5%,其中铁≤0.05%(避免硬脆夹杂)、氧≤0.01%(防止气孔)。4% 锡 + 4% 锌构建强度与耐蚀基础,2.5% 铅赋予优异减摩性,形成 “锡锌强基体 + 铅减摩” 的体系,室温抗拉强度 550-590MPa,布氏硬度 150-170HB,延伸率 18%-21%,摩擦系数(干摩擦)≤0.15,成为大型轴承、机床导轨、重载衬套等重载减摩部件的核心材料。
铅的重载减摩 + 锡锌强基体机制是其性能核心。铅以独立软质点形式弥散分布于合金基体(体积分数 5%-7%),在重载摩擦时(压力 8MPa、滑动速度 0.3m/s),铅质点会在摩擦面形成连续润滑膜,将摩擦系数从无铅锡青铜的 0.25 降至 0.15,磨损速率 0.007mm / 千小时,比 QSn4-3 降低 22%;同时,铅的存在不显著降低基体强度 —— 锡与锌协同强化基体,形成 α+δ 双相组织,δ 相(体积分数 9%-11%,硬度 HV300)提升耐磨性,锌优化耐蚀性,使合金能承受重载应力而不变形。某机床厂的 QSn4-4-2.5 导轨滑块(尺寸 150×80×30mm),在 8MPa 压力下滑动 10000 小时,滑块磨损量仅 0.012mm,导轨精度保持 IT5 级,比无铅滑块(磨损量 0.02mm)寿命延长 67%。
耐蚀性适配重载轻度腐蚀环境,锡、锌协同形成 Cu₂O-SnO₂-ZnO 复合氧化膜(厚度 6-7μm,孔隙率≤0.4%),在淡水环境中年腐蚀速率 0.02mm,比碳钢(0.1mm)降低 80%;在工业油润滑环境中,无明显腐蚀,某重型电机的 QSn4-4-2.5 轴承(内径 120mm、壁厚 15mm),在润滑油润滑下使用 4 年,轴承内壁无锈蚀,配合间隙仍保持 0.015-0.02mm。
加工工艺需平衡减摩与成型,热加工温度控制在 810-860℃(此时铅呈液态,均匀分布,合金塑性达峰值,伸长率≥24%),单道次锻造变形量 28%,适合制作大型轴承毛坯。某重型机械配件厂生产的 QSn4-4-2.5 轴承套(外径 180mm、内径 120mm),经 2 火次热锻后致密度达 99.8%,无内部疏松,为后续加工奠定基础。冷加工道次变形量 15%-18%,因铅的软化作用,无需频繁退火,冷拉后尺寸精度达 IT7 级,内孔粗糙度 Ra1.6μm。切削加工性能优异,铅的存在降低切削抗力,刀具寿命比无铅青铜提升 40%,某精密配件厂加工的 QSn4-4-2.5 齿轮(模数 3mm、齿数 30),齿形精度达 7 级,表面粗糙度 Ra0.8μm。
应用场景集中在重载减摩领域,除大型轴承、机床导轨外,还用于重型电机衬套、压力机滑块。在某数控铣床项目中,QSn4-4-2.5 制作的导轨滑块使铣床加工精度从 IT6 级提升至 IT5 级,刀具使用寿命从 1000 小时延长至 1400 小时,每年为厂家节省刀具成本超 20 万元,充分彰显 “重载减摩 + 中等耐磨” 的核心价值。
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