巴氏合金即巴比特合金（babbitt metal），因1839年由美国人伊萨克·巴比特（Issaac Babbitt）申请专利而得名，是锡基巴氏合金和铅基巴氏合金的总称，是浇铸在轴瓦瓦壳上的低熔点轴承合金，因呈白色并含有多种合金元素，所以习惯上称为白合金（white metal）或乌金。

巴氏合金是锡（Sn）、铅（Pb）、锑（Sb）、铜（Cu）合金的统称。它以锡或铅作基体，悬浮锑锡（Sb- Sn）及铜锡（铜Sn）的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，软基体则增加材料的塑性。硬晶粒受重载时可以嵌陷到软基里，使载荷由更大的面积承担。它的弹性模量和弹性极限都很低，在所有轴承材料中它的嵌陷性和就范性最好，很容易和轴颈跑合。同时因为它的质地软，所以不与轴颈胶合。巴氏合金的机械强度较低，通常将它贴附在软钢、铸铁或青铜的轴瓦上使用。巴氏合金的熔点、硬度及屈服强度相对其他金属偏低，具有良好的兼容性和无划痕特性，并在机械组装和运行过程中具有良好的嵌入污垢和适应几何误差的优良性能，在疲劳强度方面的性能相对较弱。

巴氏合金多用于相对低硬度轴转动的高耐磨材料，使用类型主要分为锡基合金和铅基合金，其中锡基合金的牌号有SnSb4Cu4、SnSb8Cu4等，铅基合金的牌号有PbSb16Sn1As1、PbSb15Sn10等。其应用领域涵盖水泥、钢铁、石油、化工等多个行业。巴氏合金已发展到几十个牌号，是各国广为使用的轴承材料。

化学成分

牌号表示

巴氏合金的牌号是这样表示的：ZCh+基本元素符号+主加元素符号+主加元素含量+辅加元素含量。其中“Z”表示“铸造” ， “Ch”表示“轴承合金”，元素符号用国际标准的化学元素符号，含量用重量百分数表示。如ZChSnSb11-6表示铸造的锡基巴氏合金，含主加元素Sb11% ，含辅加元素Cu6% ，其余为锡。

主要成分

巴氏合金分为锡基合金和铅基合金两大类。锡基巴氏合金主要含有Sn、Sb、Cu三种元素的轴承合金，呈银白色。常用牌号有：ZChSnSb11-6、ZChSnSb8-4、ZchSnSb4-4等。 铅基巴氏合金主要含有Pb、Sb、Sn、Cu元素的轴承合金，呈暗灰色。常用牌号为ZChPbSb16-16-1.8，其成分16%Sb、16%Sn、1.8%Cu，其余为Pb。

物理性能

巴氏合金的熔点、硬度及屈服强度相对其他金属偏低，其物理性能如下：

特点

巴氏合金的组织特点决定着它的使用性能，在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使巴氏合金具有非常好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油道，有利于减小摩擦；上凸的硬质点起到支承作用，有利于承受载荷。

巴氏合金具有良好的兼容性和无划痕特性，并在机械组装和运行过程中具有良好的嵌入污垢和适应几何误差的优良性能。然而它们在疲劳强度方面的性能相对较弱，特别是在高温和巴氏合金厚度超过0.015in（0. 381mm）的时候。巴氏合金可以承受油膜的瞬间破裂，并在完全失效的情况下能很好地减轻轴或转子的损伤。含锡巴氏合金材料比含铅材料性能更好，因为前者具有更好的耐蚀性，减轻轴或转子的侵蚀，并更容易附着在钢基材料上。巴氏合金的最高设计温度为300°F（149°C）， 因此设计者会将这个温度降低50°F（28°C）作为该材料的温度极限。

种类

巴氏合金又名白合金或乌金，多用于相对低硬度轴转动的高耐磨材料，使用类型主要分为锡基合金和铅基合金，其中锡基合金的牌号有SnSb4Cu4、SnSb8Cu4、SnSb8Cu8、SnSb11Cu6、SnSb12Pb10Cu4，铅基合金的牌号有PbSb16Sn1As1、PbSb15Sn10、PbSb15Sn5、PbSb10Sn6。

铅基合金相对于锡基合金所需成本小，但是铅基巴氏合金的强度、硬度、耐腐蚀性、导热性都相对差一些，而且铅属于重污染金属，不利于对环境的保护，所以锡基合金的使用更为广泛。

锡基巴氏合金

锡基巴氏合金的化学成分其中主要元素为锡、铅、锑、铜。锑和铜的作用是提高合金强度与硬度，加入少量的砷是为防止成分的偏析和晶粒的细化。锡基巴氏合金的摩擦系数小，容易跑合；亲油性好，不容易发生咬合；顺应性和嵌藏性等表面性能也很好。其再结晶温度低于常温，所以上述优良性能自然得以长期保持下去。它的导热性、耐腐蚀性和铸造工艺性也很好。缺点是耐热性和耐疲劳性较差。由于锡的熔点比较低，工作温度升高时，锡基巴氏合金的强度和硬度都会显著降低，承载能力下降，所以它的工作温度不能超过150℃。船用大型低速柴油机的主轴承和曲柄销轴承多采用厚壁的锡基巴氏合金轴瓦。当机座发生变形时可以通过刮瓦来保持曲轴臂距差符合规范的要求。它也常用作中间轴承和闭式润滑的尾轴承。

铅基巴氏合金

铅基巴氏合金是在铅锑合金的基础上加上锡和铜而形成的轴承合金，其代号的含义与锡基相同，如ZChPbSb16-16-2表示铸造铅基轴承合金，含Sb16%，Sn16%，Cu2%，其余为Pb。铅基巴氏合金的跑合性、抗咬合性、嵌藏性和顺应性等表面性能都比较好，但是其承载能力、耐疲劳性、耐热性和铸造工艺性不如锡基巴氏合金，其工作温度只能低于120℃。由于它的价格便宜，所以在船用离心泵，起货机，锚机以及中间轴承和尾轴承上广泛应用。

应用领域

巴氏合金广泛应用于轧钢机、涡轮机、内燃机、发电机组等大型高速或中低速重载设备，被公认为支撑轴承中轴衬及轴瓦的首选材料。油膜轴承衬套普遍使用的巴氏合金以SnSb11Cu6和SnSb8Cu4两种牌号为主，其中SnSb8Cu4多用在低速重载的轴承。锡基巴氏合金具有较低的膨胀系数和摩擦因数，良好的耐磨性、耐腐蚀性、导热性和韧性被广泛应用于汽轮机、涡轮机、内燃机、核电机组等轴瓦表面耐磨材料，应用涉及船舶、航空航天及工程机械等领域。

制备方法

常见巴氏合金层的制备方法有挂锡浇注法、挂锡堆焊法、电镀法、火焰喷涂法、电弧喷涂法等。对于批量小尺寸大的轴瓦，通常采用离心浇注工艺浇注在轴瓦的内表面，制成双金属轴瓦图。离心浇注过程中巴氏合金容易产生微观偏析、组织粗大、夹渣、气孔、裂纹、脱胎等缺陷影响滑动轴承的耐疲劳、耐腐蚀和耐磨损等性能，需要切除较厚锡基巴氏合金缺陷层，造成材料严重浪费凹。

浇铸法

静态浇铸

静态浇铸应用于止推板、块等平表面和滑动轴承，主要包括基体的清洗与挂锡、合金的熔化、合金的浇注与冷却等工艺过程。

离心浇铸

离心铸造有专门设计的设备，通过机壳的旋转，将熔融巴氏合金通过旋转板外侧上的孔灌入制备好的轴承内，在旋转的同时通过在机壳的外径上喷射空气或水使之凝固。

喷涂法

电弧喷涂

电弧喷涂是以电弧为热源，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷射到工件表面形成涂层的一种工艺。

液体喷涂

液体喷涂是把液态巴氏合金高速喷射到处理好的基体上，在大于105K•s-1的冷速下凝固，形成了晶粒细小的等轴晶、非晶混合组织，硬质点茁、着相均弥散分布于整个软基体中。

火焰喷涂

火焰喷涂巴氏合金的工艺流程为院喷涂前处理-预热-火焰喷涂合金粉末-喷涂后加工。火焰喷涂巴氏合金主要适用于一体或分体（上、下瓦）薄壁轴瓦，或者高速和重负荷轴承的轴瓦修复，对于厚壁轴瓦等则不适用。

镀膜法

电镀法

电镀巴氏合金是通过在电解液中发生化学反应，在基体材料表面沉积一层巴氏合金薄膜的工艺。

磁控溅射

磁控溅射法制备薄膜具有膜基结合力好、膜层致密度高、成分易控制等优点，工艺参数包括：靶基距离、靶材成分、溅射温度、溅射气压和沉积时间等。

焊接法

焊接巴氏合金主要用于对损坏的巴氏合金轴瓦的修复，此方法可提高如轴瓦等零件的重复利用率，减小因巴氏合金轴瓦损坏而造成的资金和时间损失。