Por que o latão de alta resistência é o material mais adequado para os rolamentos auto-lubrificantes do tipo inserção?

Em equipamentos industriais modernos, Rolamentos auto-lubrificantes são componentes essenciais que garantem a operação eficiente e estável das máquinas, especialmente em condições de carga pesada, de baixa velocidade ou extrema, onde a lubrificação tradicional de graxa geralmente fica aquém. Os rolamentos auto-lubrificantes do tipo inserção, que incorporam lubrificantes sólidos (como grafite, dissulfeto de molibdênio) no material base, podem liberar continuamente um filme lubrificante durante o atrito, reduzindo significativamente o desgaste. No entanto, a escolha do material de base determina diretamente a capacidade de carga do rolamento, resistência ao desgaste e vida útil. Entre os inúmeros materiais candidatos, o latão de alta resistência (como ZCUZN25AL6FE3MN3, HMN58-2, etc.) se destaca devido às suas propriedades físicas e mecânicas exclusivas, tornando-o o material preferido neste campo.

I. Propriedades físicas e mecânicas de latão de alta resistência

Alta capacidade de resistência e carga

O latão de alta resistência atinge os efeitos de fortalecimento da solução sólida e fortalecimento da dispersão, adicionando elementos de liga como alumínio (AL), ferro (Fe) e manganês (MN). Tomando o grau típico ZCUZN25AL6FE3MN3 como exemplo, sua resistência à tração pode atingir 650-750 MPa, com uma dureza de HB 180-220, significativamente maior que o bronze de estanho comum (ZCUSN10P1 Tensile de aproximadamente 250 MPa, HB 90). Essa alta resistência permite suportar pressões finais de 30 a 50 MPa, atendendo às demandas de cenários de carga pesada, como máquinas de mineração e fábricas de rolagem metalúrgica.

Excelente resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito

A estrutura base do latão de alta resistência é densa e uniforme, com um coeficiente de atrito estável de 0,08-0,12 em condições de atrito seco, uma redução de mais de 30% em comparação com o bronze de estanho (0,15-0,25). Ao mesmo tempo, sua taxa de desgaste é de apenas 0,5 × 10⁻⁴ mm³/(n · m) (padrão de teste ASTM G99), uma redução de 58% em comparação com o bronze de alumínio (1,2 × 10⁻⁴), prolongando significativamente a vida útil do rolamento.

Efeito sinérgico auto-lubrificante

O latão de alta resistência pode pré-incorporar lubrificantes sólidos (como grafite), responsável por 15-25% do volume através de metalurgia em pó ou processos de fundição. Durante o atrito, os lubrificantes são liberados uniformemente e formam um filme de transferência, combinado com a alta condutividade térmica do material base (70-80 W/(M · K)), impedindo efetivamente a falha de lubrificação causada pelo superaquecimento local.

Ii. Análise comparativa: latão de alta resistência vs. outros materiais de rolamento

Resumo da vantagem principal:

• Economia: o latão de alta resistência é de aproximadamente 20% menos caro que o bronze de estanho e tem uma vida útil 50% mais longa (atingindo 8000-10000 horas em condições de carga pesada).

• Adaptabilidade ambiental: a presença de elementos de alumínio e manganês aumenta a resistência à água do mar e da corrosão ácida-alcalin, tornando-a adequada para navios e equipamentos químicos.

• Confiabilidade: sob condições frequentes de parada inicial ou cargas de impacto, sua resistência à fadiga (≥200 MPa) excede em muito a dos plásticos de engenharia (aproximadamente 30 MPa).

Iii. Casos de aplicação e suporte de dados

De acordo com as estatísticas da Associação da Indústria de Máquinas Pesadas da China, em 2023, em cenários como rolamentos de enrolamentos de guindaste portuário e mancais de cortador de máquina de escudo, a taxa de falha dos rolamentos de inserção usando latão de alta resistência é 42% menor que a do bronze de estanho e o intervalo de manutenção foi estendido de 500 horas a 1200 horas. Um projeto de renovação da fábrica de rolling da Metalurgical Enterprise mostrou que, após a mudança para rolamentos de latão de alta resistência, o custo anual de manutenção para uma única peça de equipamento diminuiu em RMB 180.000 e o consumo de energia reduzido em 7%.

Brass de alta resistência, com suas características "Trindade" de alta resistência, baixo atrito e resistência ao desgaste, combinadas com seu excelente efeito sinérgico auto-lubrificante e vantagem de custo, tornou-se o "padrão-ouro" para rolamentos auto-lubrificantes do tipo inserção. À medida que o equipamento industrial evolui para parâmetros mais altos, seu papel insubstituível em condições complexas, como altas cargas, altas temperaturas e corrosão, se tornará cada vez mais proeminente.

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