铝基滑动轴承合金的研究进展

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(华南理工大学1.材料科学与工程学院；2.广东省先进储能材料重点实验室； 3.机械与汽车工程学院，广州 510641；4. 上海核威实业有限公司，上海 201615)

0 引 言

将巴氏合金(锡基和铅基合金)、铝基合金或铜基合金等滑动轴承合金材料与低碳钢板复合，加工成的双层或者多层复合结构的半圆形轴瓦或圆形衬套，是滑动轴承中直接与轴或轴颈配合的摩擦偶件。常见的轴瓦为双金属或三金属轴瓦，一般包括表面涂层或耐磨减摩合金层、提高上下层结合强度的过渡层和低碳钢带层等两层或三层结构；此外，还有全部采用轴承合金制成的整体轴瓦。据统计，截至2010年，我国轴瓦生产企业有400余家，每年轴瓦总产量约20亿片，年产值超过120亿元[1]。近年来，高速铁路、轻轨、地铁和船舶等其他交通产业的迅速发展，进一步增大了轴瓦的市场需求。然而，我国轴瓦用轴承合金多是参考国外商品化牌号，通过添加或改变部分微量组元而得到的，有时还需应用各种涂层技术[2]对轴承合金进行表面改性(增加第三层)，来进一步提高轴瓦的性能特别是疲劳性能。这种现状导致国内轴瓦生产商的研发能力差，享有规模和品牌效应的企业不足10家，很难拥有在市场上具有竞争力的自主国产化牌号。2010年，我国车用轴瓦产量约10亿片(产值约40亿元)，而美国辉门、奥地利米巴、德国KS、日本大丰和大同等企业的总产量仅约11亿片，但这些企业却占据了全球近70%的市场份额。

在常用的金属类滑动轴承合金材料中，巴氏合金(锡基和铅基轴承合金)的显微组织是经典的“双相结构”，即软基体组织中分布着硬脆的共晶体化合物相(如Cu6Sn5、Cu3Sn、SnPb)[3-4]，虽然拥有这种组织结构的合金具有很好的嵌藏性、顺应性、抗咬合性、减摩性，低的热膨胀系数以及良好的工艺性能等，但由于基体的强度很低，且基体承载能力和疲劳强度会随工作温度的升高和合金层厚度的增加而下降，因此只能应用于小型、轻载的汽车发动机轴瓦或衬套。铜基和铝基轴承合金具有比巴氏合金更高的疲劳强度，且添加了某些软金属元素(如锡、铅、镉、锑、锌和铋等)后具有较好的自润滑性，能够满足现代高速高载发动机在各种工况下的使用要求，因此得到了日益广泛的应用。此外，随着人们环保意识的增强，各国开始限制常用金属材料中有毒元素的使用。欧盟自2011年7月1日起就禁止铅元素在轻型车用发动机中的使用，这一规定给汽车滑动轴承合金及其表面涂层材料的开发和应用带来了变革[5-6]。尽管在重载发动机材料的使用上还没有出台类似的法规，但这仅仅只是时间问题。总体而言，随着现代交通装备的迅速发展，以及发动机的高压缩比、紧凑设计和轻量化的发展趋势，轴承合金将向着高承载能力、高耐磨减摩性和环保(无铅)的方向发展[7]。

常用铜基轴承合金的疲劳强度可达150 MPa左右，铝基轴承合金的只有40～80 MPa；近几年开发的新型高强度铝基轴承合金的疲劳强度能达到110～120 MPa，国外部分铝基轴承合金则提高到了130 MPa左右[5-6]。虽然铝基轴承合金的性能与铜基轴承合金的相比仍有一定差距，但由于其具有较高的综合力学性能、热传导性能和良好的耐腐蚀性能，且资源丰富、价格低廉，因此已成为普通乘用车发动机中滑动轴承的主导材料，其占比在美国达90%以上[7]。目前，无铅化铝基轴承合金有两个发展方向：一是研制高疲劳强度的铝基轴承合金以替代传统铜基和铅基合金，满足高性能发动机中连杆轴承合金的需求；二是开发中等疲劳强度且具有高顺应性的铝基轴承合金，满足内燃机中承载负荷小于1/2连杆轴承负荷的主轴承材料的需求[8]。

目前，国产铝基轴承合金品种单一，而且在合金熔炼，轴瓦的表面处理、性能和使用寿命等方面，与国外相比仍存在较大的差距。为了给国内相关研究人员提供参考，作者从合金种类、组织和性能、改性方法等方面对轴瓦用高性能铝基轴承合金进行了综述。

1 铝基轴承合金的种类

铝基轴承合金的应用始于20世纪30年代，到目前为止已发展出Al-Sn、Al-Pb、Al-Si、Al-Zn和Al-Bi等体系。Al-Sn系轴承合金是应用最早的铝基轴承合金，并且在20世纪50，60年代在美国、英国、德国等国得到了突飞猛进的发展，其生产量增长了100多倍。进入70年代后，由于铜、锡等资源短缺、价格昂贵，研究人员开发出了廉价且自润滑性更优的Al-Pb系轴承合金，并在美国开始得到应用。Al-Si系和Al-Zn系轴承合金是为了在高速、重载、增压强化条件下工作的主轴承和连杆轴承而开发的。经过长期发展，采用铝基轴承合金制造的单金属(即整体)轴瓦，以及双金属和三金属轴瓦已是很成熟的商品，如表1所示。双金属和三金属结构不仅能发挥出铝基轴承合金层的优异耐磨性能，还能满足滑动轴承整体静强度和疲劳强度的要求，在某些条件下还能改善耐腐蚀性，可应用于低、中、高等级别的轴瓦或连杆轴瓦；单金属轴瓦则主要应用于止推片和端衬套。不同生产厂家根据ISO 4383：2000的要求而开发出的商业化铝基滑动轴承合金如表2[5]所示。

表1 典型发动机用铝基轴承合金轴瓦的结构、性能及应用Tab.1 Structures, properties and appplications of typical engine bearing shells made from Al-based bearing alloys

表2 基于ISO 4383:2000开发的商用铝基轴承合金的种类及生产厂家[5]Tab.2 Types and manufacturers of industrial Al-based bearing alloys developed on basis of ISO4383:2000[5]

随着工业无铅化的推进，Al-Pb系合金被逐步淘汰；Al-Si系合金和Al-Zn系合金(如SAE785、AlZn4SiPb及AlZn4.5Mg等)的应用范围较小，且由于硬度高、嵌藏性和顺应性差，其表面通常需要电镀一层含铅的软合金层进行改性[5,9]；Al-Bi系合金的工业应用极少，实验室研究较多[10-11]，这是由于铋属于硬脆相，不利于合金韧性和疲劳强度的提高；锡具有优异的固体润滑性能，能有效提高合金的表面性能，因此Al-Sn系合金一直是滑动轴承合金中十分重要的合金。目前，Al-Sn、Al-Sn-Si系轴承合金被广泛应用于现代汽车发动机中，是最具潜力替代Al-Pb系甚至Cu-Pb系的轴承合金。

2 不同铝基轴承合金的组织和性能

2.1 Al-Sn系合金

Al-Sn系合金在发动机轴承上的应用已有近80 a的历史[3]。铝锡互不溶体系的混合热为+19 kJ·mol-1，在(892±20) K下锡在铝中的最大固溶度(原子分数)为0.026%。Al-Sn系合金结晶时，首先析出近纯铝的晶体，在达到共晶温度(502 K)时，锡呈片状或球状在铝的晶界上析出[12]；当锡含量较高时，由于铝和低熔点铝锡共晶体之间存在界面张力，锡形成了网状组织，并将铝晶粒焊合在一起[13]。Al-Sn系合金中的少量组元以Al2Cu、Al3Ni、Ni2Al、Al3Ti、初晶硅、共晶硅等硬脆金属间化合物相存在，分布于铝基体和低熔点铝锡共晶体中。冷轧加工使上述铸态组织中的铝锡等晶体拉长和破碎，硬脆金属间化合物相亦被破碎，在随后的320～350 ℃保温4～8 h的再结晶退火处理过程中，破碎的金属间化合物相发生再结晶，而铝锡共晶体发生熔融；熔融的铝锡共晶体在表面张力的作用下沿铝的晶界收缩聚集，形成彼此连接的多角形“锡岛”[13]。国产A17X(AlSn12Si2.5Pb1.5Cu0.7)铝锡合金组织中的初晶硅相粗大，因冷轧加工时合金板的变形量大，其晶粒拉长现象十分严重。

Al-Sn系合金中的锡含量是影响合金力学性能、摩擦学性能以及使用性能的重要因素。表3比较了不同锡含量Al-Sn系合金的性能[14-16]。由表3可知，随锡含量的增加，Al-Sn系合金的硬度和强度降低，承载能力也出现一定的下降，但是其最高工作温度有所提高，表面性能包括抗咬合性和嵌藏性均更优良。低锡铝合金因具有较高的力学强度、良好的耐腐蚀性能和抗穴蚀能力，早在20世纪30年代末就得到了应用。英国Rolls-Royce公司、美国铝业公司(Alcoa)首先将低锡铝合金铸造成滑动轴承中的整体轴瓦，应用在汽车、拖拉机以及飞机发动机上；但由于此整体轴瓦的力学强度还不够高，轴承会过早疲劳，因此不能应用在高速发动机上。中高锡铝合金的应用始于20世纪50年代初，当时英国Furmer研究院锡研究所和Glacier金属公司共同解决了铝锡合金轧制(冷轧)工艺问题，并实现了中锡铝合金与低碳钢板复合双金属材料的工业化生产。目前，工业上使用较多的中锡铝合金中均添加了少量铜、硅、镍、锰、镁、铬、钛和锆元素。中高锡铝合金既继承了锡基合金较好的顺应性、嵌藏性，又具有含锡铝合金的高抗咬合性、耐高温性，同时其表面无需镀层，简化了轴瓦加工工艺，因此应用前景广阔。SAE778中锡铝合金是近年来最为成功的商业化轴承合金之一[8]。

表3 Al-Sn系轴承合金的性能对比[14-16]Tab.3 Comparison of properties of Al-Sn type bearing alloys[14-16]

2.2 Al-Pb系合金

Al-Pb系合金是作为滑动轴承材料而逐步发展起来的。美国Clevlta公司于1975年首次生产Al-Pb系合金轴瓦，1979年日本NDC公司引入该技术，到1994年，美国三大汽车公司生产的乘用车轴承中Al-Pb系和含铅Al-Sn系合金的占比已达80%[17]。这是因为与锡相比，铅的价格更低；与锡合金相比，铅合金的疲劳强度更高、减摩性能更优、防抱死性能更好；此外铅合金与球墨铸铁曲轴的匹配最为理想，能满足中等载荷高速发动机的需求[18-19]。

铝铅互不溶体系的混合热为+50 kJ·mol-1，且铝金属和铅金属的密度和熔点相差较大，因此熔炼时需要避免发生严重偏析。传统搅拌-速冷铸造法制造的Al-Pb系合金中，铅晶粒主要分布于α-Al基体的晶界，少量分布于α-Al基体的晶内，铅晶粒与铝基体之间的晶格取向呈各向平行关系[20]。粉末冶金法也是一种有效控制铅晶粒尺寸、防止偏析的方法。1995年北京有色金属研究总院与北京汽车摩托车轴瓦厂合作，利用粉末轧制+烧结法建立了一条年生产能力为1 000 t的Al-Pb系轴承合金生产线[17]。但是由于铝基粉末的活性较高且其表面存在钝化氧化层，使得合金的烧结致密性降低，且在合金层与低碳钢钢背界面处易形成不连续的铝铁脆性相，因此降低了轴瓦的疲劳性能[7]。

由于铅在高温熔铸时会产生危害人体健康的有毒气体，此外含铅轴瓦在使用中会熔融析出铅而污染润滑油，给发动机的修理和报废处理造成困难，因此在进入21世纪后，国内外轴瓦生产商和科研机构均不再开发新的Al-Pb系轴承合金。

2.3 Al-Si系合金

高性能的铝基轴承合金应具备与铅青铜对等的承载能力，还应具有良好的耐腐蚀性能，同时也不会产生铅污染问题。随着发动机曲轴轴承中流动油膜厚度的减小，研究人员对铝基轴承合金的抗黏滞性提出了更高要求[21]。基于此，高强度Al-Si系轴承合金成为了新的研发方向。Al-Si系合金除了能够满足大功率发动机高疲劳性能和耐磨性能的要求外，还具有低成本和环保等特点。国际上大型轴瓦生产商所开发的Al-Si系轴承合金中的硅含量(质量分数，下同)范围为2%～12%，其中硅含量在2%～3%的低硅轴承合金主要应用在中速和中载柴油发动机中。当成分接近共晶点(Al-12%Si，质量分数)时，一方面较高含量的硅显著提高了该Al-Si系轴承合金的强度，另一方面形成了铝硅亚共晶体组织，细小的硅晶粒均匀分布在铝基体中，显著提高了该合金的表面性能(如相容性等)[22]。Al-Si系合金不含软质相，其硬度比Al-Sn系合金的高20 HV左右，而轴承合金的顺应性与硬度存在反向关系，因此同其他高强度发动机轴承合金一样，Al-Si系轴承合金也需要电镀一层含铅材料(如PbSn10合金)来改善其表面性能[23],从而提高其顺应性。

高强度Al-Si系合金的商业化产品较少。由Glacier公司开发的AlSi11Cu合金中的硅、铜质量分数分别为11%，1%，由于硅含量较高，该合金的疲劳强度比AlSn20Cu合金的提高了65%，基本与CuPb22Sn4铅青铜的相当，满足了大多数高功率高速柴油机的最大载荷要求，通常用作主轴轴瓦和连杆轴瓦，并可与淬硬曲轴相匹配[23]。Glacier-Vandervell公司开发的AS154合金中的硅、铜、镁质量分数分别为4%，0.55%，0.5%，该合金的疲劳强度比AlSn20Cu合金的提高了50%，并替代AlSn20Cu合金应用于涡轮增压高速柴油机上[23]。

2.4 Al-Zn系合金

Al-Zn系合金与Al-Si系合金一样，是为了进一步提高铝基轴承合金的承载能力和疲劳强度而发展起来的。Al-Zn系合金含有质量分数为5%左右的锌元素，因此该系合金具有较高的承载能力，主要应用于高速、重载柴油机的主轴上[24]。锌在铝中的溶解度很大，当作为软相加入到铝基体中后，在铸造冷却过程中与铝形成单一的固溶体；锌的添加量应严格控制，过少则软质相作用不明显，过多则合金硬度过大，导致抗咬合性降低。最早的商用Al-Zn系合金是由德国KS公司开发的AlZn4SiPb合金，奥地利米巴公司在此基础上又开发出了AlZn4.5Mg轴承合金，该合金的化学成分(质量分数)为4.5%Zn，1%Cu，1%Si，1%Pb，0.5%Mg，余Al。铜元素可以降低AlZn4.5Mg轴承合金的热脆性而提高其铸造性能，降低应力腐蚀敏感性；硅元素可以通过提高合金在熔铸过程中的流动性来改善其铸造性能，但会导致合金塑性的下降。AlZn4.5Mg轴承合金的硬度为55～65 HB，在150 ℃下的屈服强度和抗拉强度均比AlZn4SiPb合金的提高了35%，交变弯曲疲劳强度提高了15%[24]。米巴公司在20世纪90年代初开发了B1Al(双铝)多层结构轴瓦，即在复合有一层AlZn4.5Mg或AlZn4SiPb合金的钢背上，再轧制上一层AlSn20Cu或AlSn25Cu合金耐磨减摩层，该多层结构轴瓦的承载能力比AlSn20Cu合金轴瓦的高15%～20%，因此成功取代Cu-Pb系合金轴瓦而应用在MAN16/24型柴油机连杆上[23]。此外，上海轴瓦厂也自主研制出了AlZn5SiPb合金[25]。

但是，Al-Zn系轴承合金的硬度较高，顺应性和嵌藏性较差，故其表面需要电镀一层铅锡或铅锡铜软金属层(厚20～30 mm)，以改善其表面性能。由于锌的化学性质比锡的更加活泼，在空气中锌的氧化速率高于锡的，因此在电镀前要进行浸锌处理，然后在锌层上电镀一层镍(或铜)栅中间层，以加强铅锡基镀层与铝锌合金的结合力，同时减缓锡向基体内扩散的速率。

2.5 Al-Bi系合金

和铅、锡元素相比，铋元素也是低熔点组元，铝铋互不溶体系的混合热为+48 kJ·mol-1。铋在铝合金基体中以游离态形式存在，在摩擦过程中可以改善铝基体的摩擦磨损性能，但铋是一种软且脆的材料，在铝基轴承合金受到摩擦剪切力作用时所表现的延展性远低于铅、锡等金属的，这制约了Al-Bi系合金在中低载荷下的自润滑性能和在高载荷下的疲劳强度[26]。目前，成熟的商业化Al-Bi系合金产品很少。

3 提高铝基轴承合金性能的方法

目前，传统铸造法制备的铝基轴承合金的强度较低，硬度只有30～60 HV，很难满足当前发动机高速、重载的要求[27]。为此，研究人员先后进行了许多尝试来提高和改善铝基轴承合金的疲劳强度和摩擦学性能(顺应性)，普遍适用的方法有组织细化、添加合金元素、表面改性或处理以及双尺度结构设计等[7]。

3.1 组织细化

利用传统铸造法制备的铝基轴承合金中，软质锡、铅等相通常呈连续片状分布在铝晶界上，导致合金产生脆化，强度很低。而要获得高承载能力和高摩擦性能，铝基轴承合金中的铝基体应保持高强度，同时软质锡、铅等相应细小且呈弥散分布。为此，研究人员分别采用表面沉积[28-29]、快速凝固[30-31]、剧烈塑性变形[32]和机械合金化[27,33]等方法来制备具有纳米相复合结构的铝基轴承合金。

BHATTACHARYA等[34]采用熔融旋淬法制备了纳米结构的Al-Pb、Al-In和Al-Bi合金，铅、铋和铟等纳米颗粒嵌入到强度较高的铝基体中，在细化的铝基体晶粒和纳米级颗粒的模量错配等强化机制的共同作用下，合金的硬度得到了显著提高；纳米级铅、铟和铋颗粒在磨损表面均会形成一层均匀的薄膜，起到一定的润滑作用，合金的摩擦学性能相对于铸态合金的有显著提高；此外，Al-Bi合金在高载荷下具有更优的耐磨损性能。RAN等[35]应用机械合金化+热挤压方法制备得到纳米结构的Al-Pb轴承合金，粒径约65 nm的铅颗粒均匀分布在亚微米级的铝基体中，合金的屈服强度和硬度分别达到440 MPa和182 HV左右；这种纳米结构的Al-Pb合金具有粗晶合金无法比拟的摩擦学性能。LIU等[27,33]和朱敏等[36]系统研究了机械合金化制备的Al-Pb和Al-Sn合金的纳米相结构及力学和摩擦学行为，发现所制备的纳米相复合铝基合金的硬度和摩擦学性能均有大幅度提高；与铸造法和粉末冶金法制备的粗晶铝基合金相比，纳米相复合铝基合金在干摩擦和油摩擦条件下均表现出更低的摩擦因数和磨损量；细化的基体晶粒和软质相颗粒的模量错配等强化作用提高了铝基合金的力学性能，而在摩擦热和滑动接触变形作用下，通过位错辅助变形和扩散蠕变等方式，纳米级锡、铅颗粒在磨痕亚表层拉长、粗化、扩散富集甚至生成纳米线，形成了自组织摩擦层，提高了铝基合金的摩擦学性能。以上研究表明，均匀且纳米化的组织可以显著提高铝基轴承合金的力学性能和摩擦学性能。

3.2 添加合金元素

添加铜、硅、镁等第三合金元素[37-39]是铝基轴承合金常用的一种改性方法。一方面，合金元素可以强化铝基体，显著提高其硬度和强度；另一方面，合金元素对软质相锡、铅等颗粒的尺寸和分布等也会产生有利的作用。因此，添加合金元素可以有效改善合金的显微组织，提高力学性能和摩擦学性能，增大由正常磨损向剧烈磨损转变的载荷极限值。ZHU等[37]研究了添加铜元素对机械合金化制备的Al-Pb合金耐磨性的影响及其机理，发现铜的添加有利于抑制铅颗粒的长大，并形成CuAl2增强相，从而显著提高Al-Pb合金的硬度和耐磨性能。YUAN等[38]利用熔铸法研究了不同成分Al-Sn-Si合金的摩擦学行为，发现硅含量的增加对Al-Sn-Si合金的摩擦因数没有影响，但Al-Sn-Si合金的磨损率及其随载荷的增加幅度均小于Al-Sn合金的；在Al-Sn-Si合金中形成了Sn-Si的“包晶”式岛状组织，在磨损过程中，软质的锡相表现出优异的自润滑和减摩作用，硬质的硅颗粒则提供了高承载和高耐磨性能，因此Al-Sn-Si合金表现出比Al-Sn和Al-Si合金更高的耐磨性能。此外，为了提高Al-Sn合金磨损表面、亚表层自组织摩擦层的稳定性、润滑性，并克服粉末烧结对合金强度造成的损失，LU等[40-41]在Al-Sn合金中添加了镁和硅等合金元素，有效改善了合金的烧结致密性能，同时镁、硅等元素增强了锡纳米相(包括纳米颗粒和纳米线)在磨损面的传输和生长，有效降低了合金的摩擦因数。因此，添加合金元素除了对基体有强化作用之外，还可以促进软质相在滑动磨损表面的扩散和迁移，有利于改善合金的表面性能，特别是顺应性。添加第三合金元素是轴承合金性能提高的一个重要研究方向。

3.3 表面改性

摩擦磨损是一种与材料表面性能密切相关的行为，因此改变合金表面的组织结构和硬度也可以有效提高合金的摩擦学性能。合金表面改性的方法主要有电镀法、磁控溅射法、阴极溅镀法、喷丸处理法、强流脉冲电子束和离子束法等[7]，其中电镀法和磁控溅射法是目前工业上常用的工艺。在铝基轴承合金表面电沉积或者溅射一层厚10～25 μm的柔软的合金或高分子层，能有效提高该轴承合金表面的顺应性，加快轴瓦与轴的磨合，从而显著改善轴瓦的疲劳强度和摩擦学性能。米巴公司在镀层材料方面开展了一系列的研究工作，例如在AlZn4.5Mg轴承合金表面沉积AlSn20合金镀层，以提高轴承合金的疲劳强度和抗压性能；开发了一种称为“莱卡”的高性能聚合物涂料，该聚合物与Al-Sn系轴承合金有良好的结合强度，其耐磨性能、抗咬合性能和抗穴蚀性能均优于PbSn18Cu2合金镀层和聚四氟乙烯的[42]。费特尔·莫古公司在应对重型发动机启停动作对轴瓦的磨损时，一方面将铝合金作为重型柴油机轴瓦的基层材料，替代了含铅的铜基轴承合金；另一方面开发出可替代铅的基于铁矿石的新型IROX涂层，并优化了与润滑油的相互作用：所制备的轴瓦表现出高的耐磨性能和抗疲劳性能。MIYAJIMA等[43]利用喷丸工艺使MoS2黏结到无铅Al-Sn-Si轴承合金的表面，形成了厚4～70 nm的镀层，涂覆MoS2层后合金的摩擦因数比无MoS2层的降低了70%，磨痕深度仅为无MoS2层的1/10左右。这是因为MoS2相聚集在硬质硅颗粒周围，隔离了合金与对磨副的直接接触。AN等[44]利用强流脉冲电子束和离子束对Al-Pb合金表面进行改性，提高了合金的硬度；在摩擦磨损过程中合金表面形成了富铅的致密润滑膜，明显降低了合金的摩擦因数和磨损率。

3.4 双尺度结构设计

2010年卢柯院士在《Science》撰文[45]指出，多尺度多级结构可能是优化金属整体性能的一个重要途径，可使材料同时获得高强度和高韧性。美国一项海军研究项目利用低温球磨+热挤压法制备出粒径集中在100～300 nm和2～3 μm的双尺度晶粒分布的Al5083铝合金，解决了纳米晶材料塑性变形不稳定的问题，并将该铝合金应用于AAV7Al系列两栖攻击舰上[46]。双尺度结构实现了对纳米结构材料强度和塑性的调控，也为纳米结构材料在摩擦学领域的应用提供了可能。LU等[47-48]和SONG等[49]利用机械合金化制备出双尺度结构的Al-Sn和Al-Sn-Si合金，这种细晶+粗晶的双尺度结构改善了合金的塑性和韧性；适当比例的细晶+粗晶结构使铝基体具有最佳的硬度和韧性匹配，粗晶的引入也改善了纳米相复合基体的塑性变形稳定性，促进了持续稳定氧化摩擦层的生成。双尺度结构设计为纳米材料在摩擦学领域的应用提供了新思路。

4 结束语

目前，滑动轴承合金正向着高承载能力、高耐磨减摩性能和环保(无铅)的方向发展。新型无铅化铝基轴承合金的研究重点集中于合金疲劳强度和耐磨减摩等性能的提高上。发展高疲劳强度的无铅化铝基轴承合金以替代部分铜基合金，既可以降低生产成本，又可以缓解电镀带来的环保压力；开发中等疲劳强度且具有优良摩擦学性能(高顺应性)的无铅铝基合金，可以替代Al-Pb系轴承合金应用于内燃机主轴承。高性能合金的新型制备工艺和组织设计，均可以被借鉴到铝基轴承合金的摩擦学应用领域。新型铝基轴承合金的设计及制备方法应该与铝基轴瓦带材的制备技术相结合，以实现新材料的规模化应用。

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