Bạc lò quay bằng vật liệu ba bit

GIỚI THIỆU BẠC TRỤC HỢP KIM NHÔM KẼM

Hiện nay, các thiết bị chính trong nhà máy xi măng như lò quay, máy nghiền… đều sử dụng
bạc đồng, đặc điểm của loại phụ tải này là tốc độ thấp và tải trọng nặng, hơn nữa có một lượng
xung nhất định. Bạc đồng có yêu cầu cao đối với dầu bôi trơn, đồng thời cũng có yêu cầu cao
trong khâu lắp đặt và thao tác duy tu bảo dưỡng, dễ dẫn đến các hiện tượng như bị cháy bạc, đảo
bạc, khói, ôm trục, xước cổ trục ….đặc biệt trong giai đoạn đầu của chạy hiệu chỉnh sản xuất thì
các tình trạng trên dễ phát sinh.
Đầu những năm 80, trong nước đã bắt đầu nghiên cứu phát triển và đưa vào ứng dụng hợp
kim trục gốc kẽm, với thành công phát triển này đã thay thế hợp kim đồng, năm 1997 nhà nước
ban bố tiêu chuẩn “Hợp kim kẽm đúc” GB/T1175 － 1997 và “Đúc hợp kim kẽm” GB/T16746 －
1997, để thúc đẩy mở rộng sử dụng loại vật liệu hợp kim này. Những năm gần đây, cùng với việc
không ngừng nghiên cứu sâu về vật liệu hợp kim cũng như thí nghiệm hoàn thiện, một số nhà máy
xi măng đã bắt đầu sử dụng bạc trục loại hợp kim này, với giá thành thấp, tuổi tho cao, sửa chữa
bảo dưỡng đơn gian, hiệu quả sử dụng cũng rất tốt, tích lũy được kinh nghiệm thực thế nhất định,
tạo nền móng để mở rộng sử dụng loại bạc hợp kim này. Đồng thời, cùng với quy cách thiết bị
ngày càng to lớn, thị trường cạnh tranh ngày càng khốc liệt, có yêu cầu về chất liệu bạc trục ngày
càng cao. Để nâng cao tính năng sử dụng, hạ thấp giá thành chế tạo và chi phí vận hành bảo
dưỡng, nâng cao sức cạnh tranh thị trường, thì việc mở rộng ứng dụng loại vật liệu mới này đã trở
thành tất yếu.
1. Tính năng, đặc điểm của vật liệu hợp kim nhôm kẽm
Hiên nay, loại vật liệu hợp kim dung cho bạc gốc kẽm thường dung có 3 loại: ZA27, ZA303, AS7.
Thông qua dẫn dụng, nghiên cứu và phát triển, đã đưa ra tiêu chuẩn hợp kim ZA27 ( TCTQGB/T1175－1997), ZA27 có tính năng tổng hợp rất tốt, cường độ đạt được 400Mpq, tỷ lễ giãn 36%, độ cứng HB100, nhược điểm là có tính giòn ở nhiệt độ thấp. Trên cơ sở điều chỉnh thành
phần hợp kim của ZA27, lựa chọn ra ZA303, nó có toàn bộ ưu điểm của ZA27, đồng thời nâng
cao độ dẻo dai ở điều kiện nhiệt độ thường và thấp, khắc phục được tính giòn ở nhiệt độ thấp của
ZA27. Ngoài ra, AS7 có thẻ coi là vật liệu thay thế babit, phù hợp cho chế tạo bạc Ô kim, nhiệt độ
ứng dụng có thể đạt 300℃ .
1.1 So sánh thông số kỹ thuật và tính năng cơ khí bộ phận
1.1.1 So sánh tính năng cơ khí bộ phận của ba loại bạc nhôm kẽm

Hợp kim

Cường

độ

chịu

Cường

độ

chống

Cường

nén（Mpa）

cắt（Mpa）

ZA-27

330

290

48

ZA-303

350

315

90

AS7

165

103

--

độ

chịu

dập（Mpa）

1.1.2 So sánh thông số kỹ thuật của hợp kim
Hợp kim

Độ bền kéo

Tỷ lệ giãn

σb（Mpa）

Độ cứng

Hệ số ma

Brandt

δ5％

Hệ số giãn nở

sát f

（HB）

tuyến

tính

Mật
độ（g/cm3）

aX10-6
ZA-27

390-410

3-6

100

0.06

26

5

ZA-303

400-450

5-10

120

0.05

25

4.85

AS7

200-220

5

0.004

23

2.8

ZQSn6-6-3

180-220

6

68

0.09

17.1

8.82

ZQSn10-1

220-250

3-5

80-90

0.08

18.5

8.96

ZQAl9-4

400-500

10

100

0.06

18.1

7.5

70-90

1.1.3 So sánh tính năng nhiệt độ cao thấp của ZA303 với ZA27
－40℃

Hợp kim
Độ

bền

100℃

Tỷ lệ giãn (%)

kéo（Mpa）
ZA-27

－

ZA-303

470

Độ

bền

Tỷ lệ giãn(%)

kéo（Mpa）
Giòn ở nhiệt độ thấp
10

250

15

290

25

1.2 So sánh ZA-27 và ZcuAl10Fe3
Thành phần và tính năng của ZA-27 và ZcuAl10Fe3 được so sánh như bảng sau:
1.2.1 So sánh thành phần (%)
Hợp kim

Al

ZA-27

25~28

ZcuAl10Fe3

8.5~11

Cu

Fe

2~2.5
khác

Zn

Mg

-

khác

0.01~0.02

2~4

-

-

1.2.2 So sánh tính năng lực học (không thấp hơn)
Hợp kim

σb/MPa

σ0.2/MPa

δ5/%

HB


ZA-27

400

ZcuAl10Fe3

500

250
200

10

100

13

100

1.2.3 So sánh tính năng vật lý
Hợp kim

Mật

độ

g/cm3
ZA-27

5

ZcuAl10Fe3

7.5

Hệ số giãn nở

Độ

dẫn

Độ

dẫn

Hệ số ma sát

Phạm vi nóng

tuyến tính

nhiệt λ

điện k

u

25

125

29.7

0.03~0.07

375~

16.2

59

12

0.07

1039~1046

chảy ℃

1.2.4 So sánh giá trị cho phép
Hợp kim

Áp lực cho phép

Tốc

[p]MPa

phép [v]m/s

ZA-27

25~30

ZcuAl10Fe3

30

độ

cho

Đặc trưng phát nhiệt

Nhiệt đô cho
phép ℃

[p.v]MPa.m/s

7~10
8

28~30

150

12

280

1.2.5 So sánh hiệu suất đúc
Hợp kim

Dòng chảy

Tuyến tính co

mm

giãn

ZA-27

860

ZcuAl10Fe3

163

Ứng lực đúc Mpa

1.23%
1.25%

Xu hướng nứt
nóng

11.2

Nhẹ

38.5

Có

1.3 Đặc điểm sử dụng của vật liệu hợp kim nhôm kẽm
Các loại vật liệu hợp kim ZA-27, ZA-303, AS7 đều có tính năng cơ khí tổng hợp tốt, là vật liệu
thay thế bạc hợp kim đồng lý tưởng, trong đó đặc điểm nổi bật là: không xước, bó trục, đảo bạc,
làm hỏng trục, đồng thời có tính năng tự bôi trơn nhất định; hơn nữa loại vật liệu này có mật độ
nhỏ, có trọng lượng nhẹ hơn so với loại bạc đồng cùng quy cách, vì vậy có thể giảm chi phí, ngoài
ra nó còn có đặc điểm là tính năng gia công tốt, tuổi thọ sử dụng cao.
Đặc biệt là ZA-303, ngoài giữ được toàn bộ ưu điểm của ZA-27 còn nâng cao độ dẻo dai ở
nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp. vì vậy, loại hợp kim này có thể áp dụng thích hợp với môi
trường có điều kiện khắc nghiệt về quá tải, xung, giao biến tải trọng, nhiệt độ thấp… Mở rộng
phạm vi ứng dụng hợp kim. ZA-303 có những đặc điểm chính như sau:
a． Có cường độ cao, độ dẻo dai cao và tính năng ở nhiệt độ thấp tốt (khắc phục tính giòn

ở nhiệt độ thấp của ZA27)
b． Hệ số ma sát thấp, hiệu suất dẫn nhiệt cao, đồng thời có tính năng tự bôi trơn nhất


định, thích hợp dung cho môi trường trọng tải lớn có tốc độ vừa và nhỏ;
c． Tính năng đúc tốt, dày đặc;
d． Tuổi thọ sử dụng cao, gấp 1～3 so với bạc đồng trong cùng điều kiện sử dụng;
e． Mật độ nhỏ, trọng lượng nhẹ, giá thành rẻ khoảng 30% so với bạc đồng cùng quy
cách;
2. Ứng dụng của vật liệu trong ngành thiết bị xi măng
2.1 Ứng dụng trong lò quay;
2.2 Vài điểm kinh nghiệm trong việc sử dụng bạc hợp kim nhôm kẽm;
Căn cứ theo thông tin phản hồi từ nhà sản xuất, khi sử dụng bạc hợp kim nhôm kẽm cần phải
chú ý vài điểm sau:
a.

Khi gia công bạc, kẽ hở phối hợp phải lớn hơn bạc đồng 30～40%, khe hở miệng
bạc cũng phải mở rộng hợp lý;

b. Dầu bôi trơn phải sạch, không được vón cục, tránh tổn hại nghiền liệu;
c.

Phải chú ý hạ thấp nhiệt độ môi trường làm việc, nếu hiệu quả làm mát nước
không tốt đều có khả năng dẫn đến sự cố giãn dài, cháy bạc. Nhưng do hợp kim ở
điểm nóng chảy thấp (484℃), tức làm cho bạc trục giãn dài, bình thường cũng
không nóng chảy với cổ trục dẫn đến hiện tượng xước, hại trục, bó trục …vv

d. Độ cứng cổ trục con lăn phả lớn hơn HB180, nếu thông qua xử lí nhiệt nâng cao
độ cứng thì hiệu quả sử dụng còn tốt hơn nữa, độ nhám bề mặt phải đạt được
Ru1.6~3.2um.

2.3 Tính khả thi của việc mở rộng sử dụng bạc hợp kim nhôm kẽm
1） Nhìn từ góc độ hiệu quả kinh tế và sử dụng thực tế, bạc hợp kim nhôm kẽm có những
điểm nổi bật sau:
a． Giá thành giảm 30～40％ so với loại bạc đồng cùng quy cách;
b． Tuổi thọ sử dụng có thể nâng cao gấp đôi;
c． Có thể giảm bớt hiện tượng cháy bạc, đảo bạc, khói, bó trục, bóp cổ trục vv…. Giảm
bớt chi phí sửa chữa bảo dưỡng, nâng cao hiệu suất vận hành thiết bị, nâng cao hiệu
suất kinh tế;
2） Nhìn từ góc độ kỹ thuật:
Căn cứ các đặc điểm vật liệu, tính năng cơ khí, đặc tính sử dụng… được nêu ra trong bài
viết để nghiên cứu so sánh, đồng thời kết hợp tích lũy kinh nghiệm thành công trên các
phương diện thiết kế, chế tạo, lắp đặt, sử dụng…. có thể khẳng định các thiết bị bạc đỡ


bạc trục của thiết bị lò quay, nghiền bi, máy sấy vv…. Hoàn toàn có thể dùng bạc nhôm
kẽm để thay thế cho bạc đồng.