巴氏合金即巴比特合金（babbitt metal），因1839年由美國人伊薩克·巴比特（Issaac Babbitt）申請專利而得名，是錫基巴氏合金和鉛基巴氏合金的總稱，是澆鑄在軸瓦瓦殼上的低熔點軸承合金，因呈白色并含有多種合金元素，所以習慣上稱為白合金（white metal）或烏金。
巴氏合金是錫（Sn）、鉛（Pb）、銻（Sb）、銅（Cu）合金的統稱。它以錫或鉛作基體，懸浮銻錫（Sb- Sn）及銅錫（銅Sn）的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，軟基體則增加材料的塑性。硬晶粒受重載時可以嵌陷到軟基里，使載荷由更大的面積承擔。它的彈性模量和彈性極限都很低，在所有軸承材料中它的嵌陷性和就范性最好，很容易和軸頸跑合。同時因為它的質地軟，所以不與軸頸膠合。巴氏合金的機械強度較低，通常將它貼附在軟鋼、鑄鐵或青銅的軸瓦上使用。巴氏合金的熔點、硬度及屈服強度相對其他金屬偏低，具有良好的兼容性和無劃痕特性，并在機械組裝和運行過程中具有良好的嵌入污垢和適應幾何誤差的優良性能，在疲勞強度方面的性能相對較弱。
巴氏合金多用于相對低硬度軸轉動的高耐磨材料，使用類型主要分為錫基合金和鉛基合金，其中錫基合金的牌號有SnSb4Cu4、SnSb8Cu4等，鉛基合金的牌號有PbSb16Sn1As1、PbSb15Sn10等。其應用領域涵蓋水泥、鋼鐵、石油、化工等多個行業。巴氏合金已發展到幾十個牌號，是各國廣為使用的軸承材料。
化學成分
牌號表示
巴氏合金的牌號是這樣表示的：ZCh+基本元素符號+主加元素符號+主加元素含量+輔加元素含量。其中“Z”表示“鑄造” ， “Ch”表示“軸承合金”，元素符號用國際標準的化學元素符號，含量用重量百分數表示。如ZChSnSb11-6表示鑄造的錫基巴氏合金，含主加元素Sb11% ，含輔加元素Cu6% ，其余為錫。
主要成分
巴氏合金分為錫基合金和鉛基合金兩大類。錫基巴氏合金主要含有Sn、Sb、Cu三種元素的軸承合金，呈銀白色。常用牌號有：ZChSnSb11-6、ZChSnSb8-4、ZchSnSb4-4等。 鉛基巴氏合金主要含有Pb、Sb、Sn、Cu元素的軸承合金，呈暗灰色。常用牌號為ZChPbSb16-16-1.8，其成分16%Sb、16%Sn、1.8%Cu，其余為Pb。
物理性能
巴氏合金的熔點、硬度及屈服強度相對其他金屬偏低，其物理性能如下：
特點
巴氏合金的組織特點決定著它的使用性能，在軟相基體上均勻分布著硬相質點，軟相基體使巴氏合金具有非常好的嵌入性、順應性和抗咬合性，并在磨合后，軟基體內凹，硬質點外凸，使滑動面之間形成微小間隙，成為貯油空間和潤滑油道，有利于減小摩擦；上凸的硬質點起到支承作用，有利于承受載荷。
巴氏合金具有良好的兼容性和無劃痕特性，并在機械組裝和運行過程中具有良好的嵌入污垢和適應幾何誤差的優良性能。然而它們在疲勞強度方面的性能相對較弱，特別是在高溫和巴氏合金厚度超過0.015in（0. 381mm）的時候。巴氏合金可以承受油膜的瞬間破裂，并在完全失效的情況下能很好地減輕軸或轉子的損傷。含錫巴氏合金材料比含鉛材料性能更好，因為前者具有更好的耐蝕性，減輕軸或轉子的侵蝕，并更容易附著在鋼基材料上。巴氏合金的最高設計溫度為300°F（149°C）， 因此設計者會將這個溫度降低50°F（28°C）作為該材料的溫度極限。
種類
巴氏合金又名白合金或烏金，多用于相對低硬度軸轉動的高耐磨材料，使用類型主要分為錫基合金和鉛基合金，其中錫基合金的牌號有SnSb4Cu4、SnSb8Cu4、SnSb8Cu8、SnSb11Cu6、SnSb12Pb10Cu4，鉛基合金的牌號有PbSb16Sn1As1、PbSb15Sn10、PbSb15Sn5、PbSb10Sn6。
鉛基合金相對于錫基合金所需成本小，但是鉛基巴氏合金的強度、硬度、耐腐蝕性、導熱性都相對差一些，而且鉛屬于重污染金屬，不利于對環境的保護，所以錫基合金的使用更為廣泛。
錫基巴氏合金
錫基巴氏合金的化學成分其中主要元素為錫、鉛、銻、銅。銻和銅的作用是提高合金強度與硬度，加入少量的砷是為防止成分的偏析和晶粒的細化。錫基巴氏合金的摩擦系數小，容易跑合；親油性好，不容易發生咬合；順應性和嵌藏性等表面性能也很好。其再結晶溫度低于常溫，所以上述優良性能自然得以長期保持下去。它的導熱性、耐腐蝕性和鑄造工藝性也很好。缺點是耐熱性和耐疲勞性較差。由于錫的熔點比較低，工作溫度升高時，錫基巴氏合金的強度和硬度都會顯著降低，承載能力下降，所以它的工作溫度不能超過150℃。船用大型低速柴油機的主軸承和曲柄銷軸承多采用厚壁的錫基巴氏合金軸瓦。當機座發生變形時可以通過刮瓦來保持曲軸臂距差符合規范的要求。它也常用作中間軸承和閉式潤滑的尾軸承。
鉛基巴氏合金
鉛基巴氏合金是在鉛銻合金的基礎上加上錫和銅而形成的軸承合金，其代號的含義與錫基相同，如ZChPbSb16-16-2表示鑄造鉛基軸承合金，含Sb16%，Sn16%，Cu2%，其余為Pb。鉛基巴氏合金的跑合性、抗咬合性、嵌藏性和順應性等表面性能都比較好，但是其承載能力、耐疲勞性、耐熱性和鑄造工藝性不如錫基巴氏合金，其工作溫度只能低于120℃。由于它的價格便宜，所以在船用離心泵，起貨機，錨機以及中間軸承和尾軸承上廣泛應用。
應用領域
巴氏合金廣泛應用于軋鋼機、渦輪機、內燃機、發電機組等大型高速或中低速重載設備，被公認為支撐軸承中軸襯及軸瓦的首選材料。油膜軸承襯套普遍使用的巴氏合金以SnSb11Cu6和SnSb8Cu4兩種牌號為主，其中SnSb8Cu4多用在低速重載的軸承。錫基巴氏合金具有較低的膨脹系數和摩擦因數，良好的耐磨性、耐腐蝕性、導熱性和韌性被廣泛應用于汽輪機、渦輪機、內燃機、核電機組等軸瓦表面耐磨材料，應用涉及船舶、航空航天及工程機械等領域。
制備方法
常見巴氏合金層的制備方法有掛錫澆注法、掛錫堆焊法、電鍍法、火焰噴涂法、電弧噴涂法等。對于批量小尺寸大的軸瓦，通常采用離心澆注工藝澆注在軸瓦的內表面，制成雙金屬軸瓦圖。離心澆注過程中巴氏合金容易產生微觀偏析、組織粗大、夾渣、氣孔、裂紋、脫胎等缺陷影響滑動軸承的耐疲勞、耐腐蝕和耐磨損等性能，需要切除較厚錫基巴氏合金缺陷層，造成材料嚴重浪費凹。
澆鑄法
靜態澆鑄
靜態澆鑄應用于止推板、塊等平表面和滑動軸承，主要包括基體的清洗與掛錫、合金的熔化、合金的澆注與冷卻等工藝過程。
離心澆鑄
離心鑄造有專門設計的設備，通過機殼的旋轉，將熔融巴氏合金通過旋轉板外側上的孔灌入制備好的軸承內，在旋轉的同時通過在機殼的外徑上噴射空氣或水使之凝固。
噴涂法
電弧噴涂
電弧噴涂是以電弧為熱源，將熔化的金屬絲用高速氣流霧化，并以高速噴射到工件表面形成涂層的一種工藝。
液體噴涂
液體噴涂是把液態巴氏合金高速噴射到處理好的基體上，在大于105K?s-1的冷速下凝固，形成了晶粒細小的等軸晶、非晶混合組織，硬質點茁、著相均彌散分布于整個軟基體中。
火焰噴涂
火焰噴涂巴氏合金的工藝流程為院噴涂前處理-預熱-火焰噴涂合金粉末-噴涂后加工。火焰噴涂巴氏合金主要適用于一體或分體（上、下瓦）薄壁軸瓦，或者高速和重負荷軸承的軸瓦修復，對于厚壁軸瓦等則不適用。
鍍膜法
電鍍法
電鍍巴氏合金是通過在電解液中發生化學反應，在基體材料表面沉積一層巴氏合金薄膜的工藝。
磁控濺射
磁控濺射法制備薄膜具有膜基結合力好、膜層致密度高、成分易控制等優點，工藝參數包括：靶基距離、靶材成分、濺射溫度、濺射氣壓和沉積時間等。
焊接法
焊接巴氏合金主要用于對損壞的巴氏合金軸瓦的修復，此方法可提高如軸瓦等零件的重復利用率，減小因巴氏合金軸瓦損壞而造成的資金和時間損失。
參考資料 >
巴氏合金(Babbitt metal)，軸承、軸瓦用合金.搜狐網.2024-09-03
巴氏合金制備技術.我的鋼鐵網.2025-07-16