QSn4-4-4 是锡青铜家族中 “极重载减摩 + 抗咬合” 的高铅牌号,成分严格控制为铜 88%-89%、锡 3.8%-4.2%、锌 3.8%-4.2%、铅 3.8%-4.2%,杂质总含量≤0.5%,其中硫≤0.01%(避免与铅形成 PbS 脆化相)、磷≤0.03%(防止晶间腐蚀)。4% 锡 + 4% 锌构建高强度基体,4% 高铅赋予极致减摩性,形成 “强基体 + 高减摩” 的极重载适配体系,室温抗拉强度 580-620MPa,布氏硬度 160-180HB,延伸率 16%-19%,摩擦系数(边界润滑)≤0.12,抗咬合性能优异,成为重型机械衬套、冶金设备滑块、极重载轴承等极重载部件的核心材料。
高铅的极重载减摩 + 抗咬合机制是其性能核心。铅含量提升至 4%,以独立软质点形式大量弥散分布于基体(体积分数 9%-12%),在极重载工况(压力 12MPa、滑动速度 0.4m/s)下,铅质点会快速在摩擦面形成厚达 2-3μm 的连续润滑膜,不仅将摩擦系数降至 0.12,还能避免金属间直接接触,防止咬合失效 —— 某冶金厂的 QSn4-4-4 滑块(尺寸 200×100×50mm),在 12MPa 压力下滑动时,即使短时润滑失效,也未发生咬合,而无铅青铜在此工况下 30 分钟即出现咬合。同时,锡与锌协同强化基体:锡形成 δ 相(体积分数 10%-12%,硬度 HV310)提升耐磨性,锌优化耐蚀性,使基体能承受极重载应力而不破裂,室温屈服强度 320-350MPa,远超高铅易切削黄铜(屈服强度 200MPa)。
耐蚀性适配极重载轻度腐蚀环境,锡、锌形成的 Cu₂O-SnO₂-ZnO 复合氧化膜(厚度 7-8μm,孔隙率≤0.4%),在工业润滑脂环境中无明显腐蚀;在淡水环境中年腐蚀速率 0.022mm,比碳钢(0.1mm)降低 78%。某重型轧机的 QSn4-4-4 衬套(内径 150mm、壁厚 20mm),在润滑脂润滑下使用 5 年,衬套内壁无锈蚀,磨损量仅 0.015mm,轧机轧制精度保持稳定。
加工工艺需适配高铅特性,热加工温度控制在 800-850℃(此时铅均匀分布,合金塑性达峰值,伸长率≥22%),但因高铅含量,单道次锻造变形量需降至 25%,采用多火次锻造(2-3 火次)确保锻件致密度。某重型设备厂生产的 QSn4-4-4 轴承毛坯(重量 50kg),经 3 火次锻造后,致密度达 99.7%,无内部疏松或铅偏析。冷加工道次变形量 12%-15%,铅的软化作用使加工硬化不明显,无需频繁退火,冷拉后尺寸精度达 IT7 级,圆度误差≤0.012mm。切削加工性能极佳,高铅含量使切削抗力降低 50%,刀具寿命比 QSn4-4-2.5 提升 30%,某齿轮厂加工的 QSn4-4-4 大型齿轮(模数 5mm、齿数 40),加工效率比无铅青铜提升 25%,表面粗糙度 Ra0.8μm。
应用场景集中在极重载领域,除重型机械衬套、冶金设备滑块外,还用于矿山卷扬机轴承、大型压力机导轨。在某钢铁厂的重型轧机项目中,QSn4-4-4 制作的支撑衬套使轧机维护周期从 6 个月延长至 18 个月,减少停机次数,每年为钢厂增加产能超 10 万吨,充分彰显 “极重载减摩 + 抗咬合” 的核心价值。
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