Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative.
Cast bearing metals
1 Subject content and applicable scope
This standard specifies the technical requirements and inspection rules for cast tin-based, lead-based, copper-based and aluminum-based bearing metals.
This standard is applicable to the manufacture of metallic multilayer plain bearings with tin and aluminum-based integral plain bearings.
2 Normative references
GB 228 Metallic tensile testing
GB 231 Metallic materials - Brinell hardness test
GB 1173 Specification for cast aluminium metals
GB/T 1176 Specification for cast copper metals
GB 1198 Methods for chemical analysis of aluminum
GB 3260.1~3260.9 Methods for chemical analysis of tin
GB 4103.1~4103.12 Methods for chemical analysis of lead-base metals
GB 8002 Methods for chemical analysis of tin bronze
YB 55 Methods for chemical analysis of aluminum bronze
3 Designation representation of metals
The designation of cast bearing metals is composed of the chemical symbols of base metal elements and main metal elements. The main metal element is followed by a number indicating its nominal percent content, which is the round-off integer of this element's average percent content. If the nominal percentage content of metal elements is not less than 1, the number is expressed as an integer. If the nominal percentage content of metal elements is less than 1, the number is generally not marked. If necessary, it can be expressed as one decimal.
The letters "Z" is respectively (the first letter of Chinese phonetic alphabets "Zhu” indicates the cast metal] added before the metal designation.
In case of more than two metal elements, it is not necessary to list all metal elements in the designation except for the essential characteristics of the metals.
The main metal elements in the designation are arranged in descending order of nominal percentage content. When their nominal percent content is equal, they are arranged alphabetically according to their chemical symbols, but for copper-based metals, the elements characterizing the metal series shall be followed closely by the base elements.
4 Technical requirements
4.1 See Table 1 for chemical composition of cast bearing metals
4.2 See Table 2 for the mechanical properties of cast bearing metals.
4.2.1 Separately cast specimens for cast tin-based and lead-based bearing metal hardness shall be as shown in the Figure.
Requirements for hardness determination: HB10/250/60
Diagram of cast tin-based and lead-based bearing metal hardness
4.2.2 The allowable bond defects (stripper) in the bond transition layer between cast tin-based and lead-based bearing metals and backings (bad bond or no bond between tin-based and lead-based bearing metals and backings) can be inspected in accordance with Sub-clause A7 of Annex A (Reference).
4.2.3 Separately cast specimens with the mechanical properties of cast copper-based bearing metal shall be in accordance with GB 1176.
4.2.4 Separately cast specimens with mechanical properties of cast aluminium-based bearing metal shall be in accordance with GB 1173.
4.2.5 The cast-on specimens can also be used for testing the mechanical properties of cast bearing metals.
4.3 In addition to the above, other special requirements such as mechanical properties and physical properties shall be put forward for the bearing metals by the buyer in the drawings or related technical documents or agreed between the supplier and the buyer.
5 Test methods and inspection rules
5.1 Chemical composition
5.1.1 The chemical composition of metals shall be tested in accordance with GB 3260.1~3260.9, GB 4103.1~4103.12, GB 8002 and YB 55. Other methods may be adopted under guaranteed analysis. In case of any dispute, chemical method is adopted for arbitration.
5.1.2 The chemical composition shall be inspected as per smelting furnace or according to the requirements of the buyer. The specimens of the chemical composition can be taken from castings (including cast-on specimens).
5.1.3 For chemical composition inspection, one specimen shall be delivered for the first time. If the analysis result meets the requirements of Table 1, the chemical composition is qualified. Otherwise, another specimen is allowed to be delivered. If the analysis results meet the requirements in Table 1, the chemical composition of the metal in smelting furnace is qualified; otherwise, unqualified.
5.1.4 Only the main elements are analyzed for chemical composition inspection, and the content of other elements can be checked as required by the buyer.
1 Subject content and applicable scope
2 Normative references
3 Designation representation of metals
4 Technical requirements
5 Test methods and inspection rules
Annex A Metallic multilayer plain bearings - Bond test - Non-destructive ultrasonic testing of bond defects of bearing metal layer thickness greater than or equal to 2 mm (Reference)
Annex B Multilayer plain bearings - Bond test - Determination of bond strength for bearing metal layer thickness greater than or equal to 2 mm (Reference)
Additional explanation
中华人民共和国国家标准
铸造轴承合金
Cast bearing metals
GB/T 1174—92
代替GB 1174—74
1主题内容与适用范围
本标准规定了铸造锡基、铅基、铜基、铝基轴承合金的技术要求与检验规则。
本标准适用于制造锡基、铅基双金属滑动轴承以及铜基、铝基合金整体滑动轴承。
2引用标准
GB 228金属拉伸试验法
GB 231金属布氏硬度试验方法
GB 1173铸造铝合金技术条件
GB 1176铸造铜合金技术条件
GB 1198铝化学分析方法
GB 3260.1～3260.9锡化学分析方法
GB 4103.1～4103.12铅基合金化学分析方法
GB 8002锡青铜化学分析方法
YB 55铝青铜化学分析方法
3合金牌号表示方法
铸造轴承合金牌号由其基体金属元素及主要合金元素的化学符号组成。主要合金元素后面跟有表示其名义百分含量的数字(名义百分含量为该元素的平均百分含量的修约化整值)。如果合金元素的名义百分含量不小于1，该数字用整数表示。如果合金元素的名义百分含量小于1，一般不标数字。必要时可用一位小数表示。
在合金牌号前面冠以字母“Z”(“铸”字汉语拼音第一个字母表示属于铸造合金)。
若合金化元素多于两个，除对表示合金的本质特性是必不可少的外，不必把所有的合金化元素都列在牌号中。
在牌号中主要合金元素按名义百分含量的递减次序排列。当名义百分含量相等时，按其化学符号字母顺序排列，但对于铜基合金，要将表征合金系列的元素紧跟在基体元素的后面。
4技术要求
4.1 铸造轴承合金的化学成分见表1。
4.2铸造轴承合金的力学性能见表2。
4.2.1铸造锡基、铅基轴承合金硬度的单铸试样按图规定。
试样加工要求
硬度测定规定：HB10/250/60
铸造锡基、铅基轴承合金硬度试样图
4.2.2铸造锡基、铅基轴承合金在与衬背结合过渡层中所允许的结合缺陷——脱胎(锡基、铅基等轴承合金层与衬背金属间结合不好或没有结合)可按附录A(参考件)中A7条规定进行检验。
4.2.3铸造铜基轴承合金力学性能的单铸试样按GB 1176的规定。
4.2.4铸造铝基轴承合金力学性能的单铸试样按GB 1173的规定。
4.2.5检验铸造轴承合金力学性能亦可以使用附铸试样。
4.3除上述以外，对轴承合金提出其他力学性能、物理性能等特殊要求。由需方在图样或有关技术文件中提出或由供需双方议定。
5试验方法和检验规则
5.1 1化学成分
5.1.1 合金化学成分检验按GB 3260.1～3260.9、GB 4103.1～4103.12、GB 8002、YB 55进行。在保证分析精度的条件下，允许使用其他方法，当有争议时，以化学分析方法进行仲裁。
5.1.2化学成分检验，按每一熔炼炉次进行亦可按需方要求进行。化学成分试样可取自铸件(包括铸件附铸试样)。
5.1.3化学成分检验，首次送检一个试样，分析结果如符合表1的规定，则合金化学成分合格，如不符合表1规定，允许再送一个试样。分析结果如符合表1的规定，则该熔炼炉次合金化学成分合格，否则不合格。
5.1.4化学成分检验可以只分析主要元素，其他元素含量可按需方要求进行抽查。
5.2力学性能
5.2.1铸造轴承合金，只检验其铸态(F)力学性能，其数值如表2所示。
5.2.2检测合金的力学性能，按每一熔炼炉次，首次送检一根试样(或一个试块)测定其力学性能，如符合表2规定，则该炉合金力学性能合格。如不符合表2规定，允许再取两根试样(或两个试块)重新送检。如两根试样(或两个试块)都合格，则该炉合金力学性能合格，否则该炉合金力学性能不合格。
5.2.3当肉眼发现单铸试样存在铸造缺陷或由于试验本身故障造成检验结果不合格时，可以不计入检验次数中，更换试样重新送检。
5.2.4在生产稳定的情况下(包括：原材料、熔炼工艺、试验方法、检验等工序的稳定)。在一个工作班次内熔炼的不同炉次的同一合金，可以任选一炉合金取样检验其力学性能，即可代表其他。
5.2.5抗拉性能检验按GB 228规定进行，硬度检验按GB 231规定进行。
5.3铸造锡基、铅基轴承合金与衬背结合的过渡层中所存在的结合缺陷(脱胎)，其检验方法见附录A(参考件)。
5.4铸造锡基、铅基轴承合金与衬背间的结合强度检验方法见附录B(参考件)。
表1铸造轴承合金化学成分 重量，％
种类 合金牌号 Sn Pb Cu Zn Al Sb Ni Mn Si Fe Bi As 其他元
素总和
锡基
其余
铅基
铜基
注：①凡表格中所列两个数值，系指该合金主要元素含量范围，表格中所列单一数值，系指允许的其他元素最高含量。
②表中有“*”号的数值，不计入其他元素总和。
附录A
双金属滑动轴承 结合试验
对于厚度不小于2 mm轴承合金层
结合缺陷的超声波检测
(参考件)
本附录参照采用IS0 4386/I(1982年版)。
A1适用范围
本附录规定了轴承合金与衬背间结合缺陷(即脱胎)的超声波检测方法。衬背材料为钢、铜合金或铸铁件，其上浇铸有厚度不小于2 mm的铅基或锡基轴承金属。
本附录只说明从轴承合金层表面输入声波的脉冲回波的情况，即用结合表面反射回来的声能测定结合的质量。
A2符号
本附录使用下列符号
IS输入信号
BE结合处回波
WE背壁回波
RE基准回波(或参考回波)。
A3检测设备
检测用的超声波装置应带有一个以分贝(dB)为刻度的放大器，且测量范围可以调节。
在正常情况下，应使用标准设计的直径为10～30 mm，频率为2 MHz的换能器，只有当分辨率不能满足要求时，可使用高频如4 MHz的换能器或使用双晶换能器。
屏幕上的测量范围可用标准试样来调试。如用阶梯试样来调节。在测量范围内，至少应显示出两个回波。标准试样的材料及厚度应与实际制作的轴承相同。
A4准备工作
待测表面的粗糙度为Ra 3.2 μm，待测表面清洁。
换能器可用轻质油或其他耦合介质直接与试验表面耦合，小直径的滑动轴承建议采用浸渗工艺，可以提供较均匀的耦合。
A5检测等级
检测可按不同严格程度的三个等级中的任一等级进行。检测等级选定由需方在图样或有关技术文件中注明。
A5.1 第一级
检测仅在轴承端面的结合区域及轴承结合表面的任选点状区域进行。
A5.2 第二级
检测不仅在轴承端面的结合区域进行，应包括轴承的最大负荷区域，在径向轴承中，轴承负荷垂直向下作用时，最大负荷区域应在相对轴承表面的60°～120°的范围。
A5.3第三级
检测在轴承合金结合区域的全部表面上进行，可由换能器直径的百分之二十的行线重叠来进行检测。
A6检测
A6.1 背壁回波检测
如果双金属滑动轴承的几何形状和衬背材料都允许时，可用结合回波法或背壁回波法的任一种方法来检验结合处，可供选择的方法如下：
A6.1.1根据背壁和结合面回波的相对强度进行测量，当使用标准换能器时，如果从结合表面反射的回波(结合回波)等于或小于背壁回波时，证明结果良好。见图A1。
如果结合回波大于背壁回波，说明轴承合金与衬背间的结合没有满足要求，如果没有背壁回波，只有重复的(至少三次)结合回波，这种情况表示不存在结合，见图A2。在检测过程中，这两种结果都表示存在结合缺陷。
衬背又厚又小的情况下，或是使用双晶换能器时，由于声束分散或声波减弱，即使结合良好，背壁回波也会小于结合回波。此时，理想结合与缺陷结合的两个回波间高度的比率应利用标准试样来确定。
A6.1.2根据背壁回波高度减少进行检测，用一个标准钢试块对检测设备进行校准，把试块安装在被测轴承上，以便得到至少两个回波。第一回波调整到3/4的屏幕高度。横向放大应调整到便于显示出总壁厚，结合缺陷或衬背材料缺陷可由出现第一个背壁回波之前的中间波的位置指示出来。缺陷的严重程度可由背壁回波高度减低来判定。见图A3、图A4。比如在轴承评定过程中比较显著的缺陷的回波高度不大于屏幕高度的50％。
A6.2无背壁回波检测
用标准试样(相同厚度、相同轴承合金及衬背材料)的基准回波对结合进行检测，将基准回波调整到80％的屏幕高度。见图A5、图A7。当第一个结合回波比基准回波小时。见图A6。证明结合良好。当从结合区域反射的第一回波等于基准回波时，表示存在某种结合缺陷。见图A8，还有一误解，即在接近结合缺陷的区域中，如果存在疏松，它往往被认为是结合缺陷。
A7结合缺陷的标定
对于等于或大于换能器直径二分之一的结合缺陷一般都要标定。
A7.1 缺陷范围的标定
如果可能，缺陷范围应标出界限，通过换能器中心位置，来确定结合与非结合之间的边界，对于孤立的点状缺陷，用等于换能器直径二分之一表示。
如果两个或两个以上的缺陷，它们之间的距离小于10 mm，该缺陷被认为是一个连续的缺陷。
对于单个缺陷来说，允许其长轴比短轴在4比1之内。
图A1结合良好
图A2结合不良
图A3结合良好
图A4结合不良
图A5基准回声波的调整
图A6结合良好
图A7基准回波的调整
图A8结合不良
A7.2容许的缺陷
轴承结合面上容许的缺陷见表A1。
表A1
缺
陷
分
组 容许的单个 容许的总缺陷
占轴承表面2)
％
≤ 在边缘区域中所容许的缺陷3)
缺陷
mm2
≤ 边缘区域轴承表面
％
≤ 缺陷长度
mm
≤
A
B
C
D
E
F 0
2b1)
2b
4b
6b
6b 0
1
2
5
10
15 0
1
2
4
6
8 0
5
10
20
40
60
注：1)b为径向轴承的宽度，推力轴承的环形宽度或分割部分的宽度。将用毫米单位所表示出b的数值代入乘积中即可得出以mm2为单位的缺陷面积。
2)关于轴承表面，轴颈轴承表面是( )πb，斜垫推力轴承，就是环形表面减去油槽。
3)在检测轴承边缘区域时，不要受某些缺陷(系指小于允许缺陷长度二分之一的那些缺陷)的影响。
A8标记
本附录试验级别及缺陷分组的标记如下：
如：试验为2级，缺陷分组为C，则标记为GB/T 1174/T—2C。
A9试验报告
试验报告可通过供需双方协商来书写。
试验报告应包括如下内容：
a. 滑动轴承的尺寸与材料；
b. 被测滑动轴承合金层的厚度；
c. 检测设备；
d. 换能器的型号与尺寸；
e. 测试频率；
f.放大率、量程；
g. 标准(基准)试样(尺寸与材料)；
h. 在轴承表面的图样中标出缺陷的位置、尺寸等；
i. 测试日期、轴承制造厂。
附 录 B
双金属滑动轴承 结合试验
对于厚度不小于2 mm的轴承合金层
结合强度的测定
(参考件)
本附录参照采用IS0 4386/2(1982年版)。
B1适用范围
本附录规定了测定轴承合金与衬背间的结合强度的试验方法，衬背材料为钢、铜合金或铸铁等，其上浇铸厚度不小于2 mm的铅基、锡基轴承合金材料。
本附录适用于结合层生产的质量控制和对各类材料与加工方法对结合强度影响的比较性研究。
B2定义
在垂直于结合表面进行抗拉试验的过程中，结合强度σch是最大载荷Fmax(牛顿)与试样的结合面积A(毫米)之比。
(B1)
B3试样准备工作
径向滑动轴承见图B1或轴向滑动轴承的试样按表B1中尺寸制造。
表B1 mm
径向轴承 径向和轴向轴承
轴承内径
d1 试验表面
mm2
≈ 试样 试验装置
d2±0.01 d3±0.01 d4
d5 d6
d7
d8
≤200
>200 100
200 19.58
28.82 16
24 8.1
12.1 29
38 19.7
29 15.9
23.9 M8
M12
注：对于径向轴承，内径d1是选择试样和试验装置尺寸的关键参数。对于轴向轴承，按照要求可以选择100 mm2或200 mm2的试验表面。
衬北
轴承金属
试验表面
图B1 径向滑动轴承的试样
B4试验操作
将试样固定在试验装置中，试验装置见图B2。试验装置固定在试验机上，以大约每秒10 N/mm2的速度加载，直至试样断裂，从试验机刻度盘上记下最大载荷Fmax。
试样
图B2试验装置
试验时应注意，在靠近试样结合处肩部的轴承内边和外边的0.1 mm范围内的结合表面(参见图B1)。在试验过程中，不允许受试验装置的阻碍，应确保载荷垂直地作用于结合表面。
B5求值方法
对某一牌号的轴承合金，其结合强度随合金层厚度增加而增加，当合金层增加到某一值时，其结合强度值保持不变，即不再随厚度增加而增加，此时的合金厚度值称为极限值，它是这种牌号轴承合金的特征值。此时的结合强度为绝对结合强度，见图B3。
当低于极限厚度值，结合强度随厚度的减少呈线性下降，此范围内的结合强度称为相对结合强度(参见图B3)。
在结合表面范围内使轴承合金层脱离衬背所需的最大载荷Fmax测得之后，按公式(B1)计算结合强度并根据下述两条件予以评价，即：
a. 当层厚度大于或等于极限值时，所求得的值与结合强度的绝对值相当。
b. 当层厚度小于极限值时，如图B3所示，所求得的值就是相对结合强度。
结合强度
相对结合强度
绝对结合强度
图解值
实测值
合金层厚度
图B3轴承合金层厚度与结合强度的关系原理图
B6标记
在本附录范围内，抗拉试验(简称T)按下列顺序标记：
如：试验面积为100 mm2，标记为GB/T 1174/T 100。
B7试验报告
试验报告可根据供需双方协商来书写。其内容如下：
a. 试样数量；
b. 滑动轴承的尺寸和材料；
c. 检测用轴承合金的厚度；
d. 检测的表面积；
e. 试样断裂时的最大施加载荷；
f. 试样断口的描述；
g. 结合强度；
h. 试验条件；
i. 轴承制造厂试验日期。
附加说明：
本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。
本标准由机械电子工业部沈阳铸造研究所归口。
