ISO 7148-12025 滑动轴承-轴承材料摩擦学性能试验第1部分轴承金属的试验标准立项发展报告

滑动轴承——轴承材料摩擦学性能试验第1部分：轴承金属的试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PlainBearings—TestingoftheTribologicalBehaviourofBearingMaterials—Part1:TestingofBearingMetals摘要滑动轴承作为旋转机械中不可或缺的关键基础零部件，其摩擦学性能直接决定了整机的运行效率、服役寿命与可靠性。随着高速重载装备、新能源动力系统及高端精密制造领域的快速发展，对轴承材料摩擦学性能评价方法的一致性与可比性提出了更高要求。ISO7148-1:2025《滑动轴承——轴承材料摩擦学性能试验第1部分：轴承金属的试验》由国际标准化组织（ISO）于2025年12月10日正式发布，替代了此前实施的ISO7148-1:1999版本，成为全球滑动轴承金属材料摩擦学性能试验领域的最新权威技术规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术要点、修订内容及行业应用价值，重点阐述了标准在试验条件控制、测量精度提升、数据可比性增强等方面的技术改进，并介绍了主要起草单位的组织架构与技术贡献。报告指出，该标准的发布将推动滑动轴承金属材料性能评价从经验判断向量化精准测试的范式转变，为轴承选材、质量认证及国际贸易提供统一的技术依据。未来，随着数字化测试技术与摩擦学模型的深度融合，该标准体系有望向智能化、多场景化方向持续演进。关键词：滑动轴承；摩擦学性能；轴承金属；国际标准；材料试验；标准化Keywords:PlainBearings;TribologicalBehaviour;BearingMetals;InternationalStandard;MaterialTesting;Standardization1引言滑动轴承凭借其承载能力强、抗冲击性好、运转平稳、噪声低等突出优势，在汽轮机、发电机、压缩机、船舶推进系统及各类大型旋转机械中得到了广泛应用。轴承材料的摩擦学性能——包括摩擦系数、磨损率、抗咬合性及承载能力等——是衡量轴承系统可靠性和能效水平的核心技术指标。然而，不同的试验装置、试验参数与评定方法往往导致同一材料在不同实验室间获得差异显著的测试结果，严重制约了材料筛选、质量控制和跨区域技术交流。国际标准化组织ISO/TC123（滑动轴承技术委员会）长期致力于滑动轴承领域国际标准的制修订工作。ISO7148-1作为轴承材料摩擦学性能试验方法的核心标准，首次发布于1999年，为轴承金属材料在滑动接触条件下的摩擦学性能评定提供了统一的试验框架。历经二十余年的工程应用与技术发展，原版标准在试验精度控制、现代测量技术适配及新型材料适用性等方面逐步显现出改进空间。为此，ISO/TC123启动了该标准的系统性修订工作，历经多轮国际研讨与试验验证，最终形成了ISO7148-1:2025新版本。本报告旨在全面解析该标准的立项发展历程、核心技术内容及其行业影响，为标准使用者提供权威解读，为相关领域标准化工作者提供参考借鉴。2标准立项背景2.1滑动轴承产业发展与技术需求近年来，随着全球能源装备向大容量、高参数方向发展，滑动轴承的工作条件日益苛刻。燃气轮机轴承表面线速度已突破100m/s，大型水轮发电机组轴承比压达到8MPa以上，而风电齿轮箱轴承则面临变速变载、频繁启停等复杂工况。这些严苛的服役条件对轴承材料的减摩耐磨性能提出了更高要求，亟需精准可靠的试验评价方法来支撑材料研发与选型。与此同时，减摩轴承合金（如巴氏合金）、铜基合金、铝基合金及粉末冶金材料等新型轴承金属材料的不断涌现，也使得原有标准在试验方法适用性和结果区分度上面临新的挑战。不同的材料体系具有不同的微观组织与摩擦学特性，其最优试验参数窗口也存在显著差异，这要求试验标准具备更强的适应性和更明确的参数选择指导。2.2原标准实施的局限性与修订必要性ISO7148-1:1999自发布实施以来，为全球滑动轴承金属材料的摩擦学性能评价提供了重要技术依据。但在长期使用过程中，标准中部分技术条款的局限性逐渐凸显：第一，在摩擦系数测量方面，原标准对摩擦力的测量方式未作详细规定，导致各实验室采用不同的力传感器布置方案和标定方法，测量结果的系统偏差可达15%以上。第二，标准中规定的磨损量评定方法主要依赖称重法和几何测量法，对磨损量微小的新型高性能材料缺乏足够的测量灵敏度。第三，试验润滑条件的控制精度不够明确，特别是润滑油温度波动范围和供油速率允差等技术参数有待细化。第四，随着数字化测量技术和自动化控制技术的普及，原标准未涉及数据采集频率、数字滤波及自动化数据处理等现代测试技术要求。此外，国际范围内关于摩擦学试验方法的可比性研究（如欧洲多实验室间比对试验）持续揭示了不同实验室间测试结果离散度过大的问题。这些研究结论为ISO7148-1的修订提供了翔实的数据支撑和明确的技术改进方向。2.3国际标准化组织的工作部署ISO/TC123滑动轴承技术委员会下设多个工作组，其中负责摩擦学试验方法标准的工作组（WG3）自2018年起即开始筹划ISO7148-1的系统修订工作。修订工作严格遵循ISO/IEC导则第1部分及相关补充规定，历经新工作项目提案（NWIP）、工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）及最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段的严格审查与投票程序。来自中国、德国、日本、英国、美国等主要工业国家的专家深度参与了各项技术内容的讨论与修订。3标准主要内容与技术要点3.1标准适用范围ISO7148-1:2025明确规定其适用于滑动轴承用金属材料在滑动摩擦条件下的摩擦学性能评定试验。具体包括以下材料类别：-减摩轴承合金（whitemetal/巴比合金类），包括锡基、铅基合金；-铜基轴承合金，包括铜铅合金、铜锡合金等；-铝基轴承合金；-烧结金属粉末冶金轴承材料；-多层金属复合轴承材料的表面层金属。标准适用于在油润滑或干摩擦条件下进行的销-盘式、销-环式及块-环式等接触构型的摩擦学性能试验。在润滑方式上，涵盖连续供油润滑、边界润滑及无润滑（干摩擦）工况，为不同应用场景下的材料性能评价提供了多样化的试验途径。3.2试验原理与设备要求标准确立的试验原理是：在规定的接触载荷、滑动速度和润滑条件下，使规定的试验销（或试块）与旋转的对偶环（或盘）构成摩擦副，通过连续测量摩擦力矩和磨损量来评定轴承金属材料的摩擦学特性。在试验设备方面，标准对试验机的结构刚性、主轴回转精度、加载系统的稳定性及摩擦力测量系统的精度提出了明确的技术指标要求。其中，摩擦力测量系统的非线性误差应不超过满量程的±1%，载荷施加系统的精度应控制在设定值的±2%以内，主轴转速波动应不超过设定值的±2%。这些技术指标的明确规定是2025版标准的显著技术亮点。3.3试验条件与参数控制标准对试验条件和参数控制给出了详细的技术规定，主要包括：-试验载荷：应根据材料特性和应用工况选择适当的载荷等级，载荷施加应平稳无冲击；-滑动速度：应在材料允许的PV值范围内选取，速度偏差控制在±2%以内；-润滑条件：明确规定了润滑剂的牌号、供油方式、供油速率及油温控制精度（±2℃以内）；-环境温度：试验环境温度应控制在23℃±5℃范围内；-试验时长：依据材料耐磨性和试验目的确定，通常不少于2小时，以保证磨损进入稳态阶段；-试样制备：规定了试验销和试验环的尺寸公差（表面粗糙度Ra≤0.4μm）、表面处理方式及清洗规程，确保初始表面状态的一致性。为提升数据的可比性和可追溯性，标准在资料性附录中给出了试验报告的推荐格式，要求记录所有关键试验参数、环境条件及原始测试数据。3.4性能评定指标与计算方法标准给出了完整的摩擦学性能评定指标体系：摩擦系数μ：根据测量的摩擦力矩、试验载荷和试样几何尺寸计算获得，应记录稳定阶段的平均摩擦系数及其变化范围。磨损率：采用质量磨损量和体积磨损量两种方式表示。其中质量磨损量通过高精度电子天平（精度0.01mg）测量试验前后试样质量差获得；体积磨损量可通过几何测量法或质量-密度换算法获得。对于磨损量微小的高性能材料，标准推荐采用轮廓仪测量磨痕截面面积的方法以提高检测灵敏度。摩擦温度：在靠近摩擦界面的试样特定位置测量温度变化，用于评价材料的耐热性能和摩擦热稳定性。标准对温度传感器的安装位置和安装方式给出了统一规定。磨损表面形貌观察：推荐采用光学显微镜或扫描电子显微镜对磨损表面进行形貌观察，以辅助分析磨损机理，但这部分内容在标准中以资料性附录形式提供，不作为强制性技术要求。3.5与1999版的差异及技术改进相较于ISO7148-1:1999，2025版标准在多个技术维度上进行了实质性改进：-测量精度提升：对摩擦力测量系统的精度要求从原来的±3%提升至±1%，载荷精度要求从±5%提升至±2%，显著减少了系统误差来源；-润滑控制细化：新增了对润滑油供油速率、油温均匀性及油品老化的控制要求，提高了边界润滑和混合润滑状态下试验结果的可重复性；-磨损测量方法扩展：在传统称重法基础上，引入表面轮廓测量法作为精密磨损量测定的推荐方法，提升了对微量磨损的检测能力；-数据采集与处理：新增了数据采集频率要求（建议不低于10Hz）和数据处理方法的规范，推动了试验结果的数字化和可比性；-试验报告规范化：完善了试验报告的推荐信息框架，增加了不确定性评估的建议，为实验室间比对和质量认证提供了更完备的信息基础。4标准的技术支撑与行业应用4.1对轴承材料研发与选型的支撑作用ISO7148-1:2025为轴承材料研发人员提供了科学、统一的试验评价平台。在新材料研发阶段，通过标准化的摩擦学性能测试，可在实验室条件下快速筛选出具有良好减摩耐磨潜力的候选材料，大幅缩短材料研发周期。在工程选型阶段，设计人员可依据标准测试结果，结合具体工况参数（载荷、速度、温度等），合理选择轴承材料牌号与匹配方案，为轴承设计提供可靠的性能输入参数。值得一提的是，该标准的统一试验方法也有效解决了不同企业、不同研究机构间因试验方法差异而导致的数据不可比问题，为建立全球统一的轴承材料摩擦学性能数据库奠定了方法学基础。4.2在产品质量控制与认证中的应用对于轴承材料生产企业来说，ISO7148-1:2025提供了出厂检验和型式试验的技术依据。企业可依据该标准建立内部质量控制体系，对每批次产品的摩擦学性能进行稳定性和一致性监控。同时，第三方检测机构和认证机构可依据该标准开展轴承金属材料摩擦学性能的检测认证服务，为下游用户提供可信的质量证明。在进口轴承材料的质量检验和国际贸易仲裁中，该标准也已成为重要技术依据。4.3国际标准间的协调与互认ISO7148-1:2025与ISO7148-2（针对聚合物材料的试验）及ISO7148-3（针对烧结金属材料摩擦学性能的试验）共同构成了滑动轴承材料摩擦学性能试验的系列标准。该系列标准在试验原理、设备校准和数据处理方法上保持了高度一致性，为不同类型轴承材料的横向对比提供了可能。该标准在修订过程中充分参考了ASTMG99（销-盘式磨损试验标准方法）、DIN50321等区域性标准的技术内容，在关键条款上实现了与国际主流试验标准的协调。5主要起草单位介绍5.1德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）ISO7148-1:2025修订工作的主要承担单位之一是德国联邦材料研究与测试研究所（BundesanstaltfürMaterialforschungund-prüfung,BAM）。作为德国联邦经济事务和能源部下属的权威材料研究与测试机构，BAM成立于1871年，总部位于柏林，现有员工约1600人，其中科研人员超过800名。该机构承担着德国材料安全与可靠性领域核心技术研究、标准制定、产品检测及风险评估等职责，是欧洲乃至全球材料科学与标准化领域最具影响力的研究机构之一。在滑动轴承摩擦学领域，BAM摩擦学与磨损防护部门长期从事轴承材料摩擦学性能评价方法、磨损机理及表面工程技术研究，拥有先进的摩擦学测试实验平台和丰富的方法学研究经验。BAM的专家团队主导了ISO7148-1修订工作中的关键技术方案设计与多实验室间比对试验的组织实施，特别是在摩擦力高精度测量、磨损量精密评定及试验结果不确定度评估等方面发挥了核心作用。BAM在国际标准化活动中的贡献不仅限于滑动轴承领域。该所专家在ISO/TC123滑动轴承技术委员会中担任重要职务，同时深度参与了ISO/TC206精细陶瓷技术委员会等多个标准化技术组织的工作。依托深厚的方法学研究积累和严谨的科学态度，BAM为ISO7148-1:2025的技术先进性和国际适用性提供了坚实保障。5.2其他技术支撑力量除BAM外，ISO/TC123/WG3工作组的多个成员机构也为标准修订做出了重要贡献。日本产业技术综合研究所（AIST）在磨损量精密测量方法方面提供了丰富的实验数据，中国洛阳轴承研究所有限公司代表中国提出了关于润滑条件控制的修订建议，英国克兰菲尔德大学摩擦学实验室则在试验数据分析方法方面贡献了专业知识。这些国际同行的通力协作确保了标准内容的全面性和权威性。6结论与展望ISO7148-1:2025《滑动轴承——轴承材料摩擦学性能试验第1部分：轴承金属的试验》的正式发布，标志着滑动轴承金属材料摩擦学性能试验方法国际标准化工作迈入了新阶段。该标准以提升测量精度和结果可比性为核心目标，通过细化试验装置技术要求、强化润滑条件控制、扩展磨损评定方法和规范数据采集处理方式，全面提升了试验方法的科学性、准确性和一致性，为全球滑动轴承材料研发、质量控制和国际贸易提供了统一的技术语言。该标准的实施将对相关行业产生深远影响。首先，轴承材料制造商将依据新标准调整和完善内部检测体系，推动产品质量控制水平的整体提升；其次，轴承设计和使用单位可获得更加可靠的摩擦学性能数据，有利于优化选材方案和运行维护策略；再次，研究机构和检测实验室将按照新标准更新试验设备与操作规程，促进检测服务能力的提升和技术互认。展望未来，滑动轴承材料摩擦学性能试验标准化工作将沿以下方向持续深入：一是结合数字化与智能化技术发展，探索将在线监测、机器学习与数字孪生等技术融入摩擦学性能测试体系；二是拓展极端工况条件（如高温、高真空、辐照环境）下的试验方法研究；三是加强对新型环保润滑条件下的摩擦学性能评价方法开发；四是深化与数值仿真标准的衔接，建立试验验证与仿真预测相互支撑的协同机制。ISO7148-1:2025的发布为实现这些发展目标奠定了坚实基础，将持续引领全球滑动轴承摩擦学性能评价技术的进步与创新。参考文献[1]ISO7148-1:2025,Plainbearings—Testingofthetribologicalbehaviourofbearingmaterials—Part1:Testingofbearingmetals[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2025.[2]ISO7148-2:2025,Plainbearings—Testingofthetribologicalbehaviourofbearingmaterials—Part2:Testingofpolymer-basedbearingmaterials[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2025.[3]ISO/IECDirectives,Part1:Proceduresforthetechnicalwork[S].Geneva:International