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炭-石墨轴承的性质

炭-石墨轴承的性质

1.石墨轴承良好的自润滑性能

炭-石墨轴承具有良好的自润滑性能,主要有两方面原因。原因之一是:石墨晶格内的碳原子按正六角形排列于各平面上,原子间的距离较近,为0.142nm,而各平面之间的距离为0.335nm,并且沿同一方向相互错开。第三个平面重复第一个平面的位置,第四个平面又重复第二个平面的位置,依次类推。在每一个平面上,碳原子间的结合力很强,而平面之间的距离较大,它们之间范德华作用力很弱,故层与层之间易于离开和相对滑动,这就是石墨材料具有自润滑性能的根本原因。
原因之二是:石墨材料与大部分金属材料有较强的附着力,因此在与金属对磨时剥落的石墨就很容易附着在金属表面上,形成一层石墨膜,变成了石墨与石墨之间的摩擦,从而大大降低了磨损和摩擦系数,这也是炭-石墨轴承具有优良的自润滑性能与减摩性能的原因之一。
正由于炭-石墨轴承具有良好的自润滑性能,在使用时可以不加润滑油而干运转,因此,炭-石墨轴承就被在工作时不允许加润滑油的工业部门所广泛采用。
2.碳-石墨轴承具有良好的化学稳定性
石墨材料是一种化学稳定的材料,其化学稳定性不逊于贵金属。在熔融的银中它的溶解度仅为0.001%-0.002%。石墨不论在有机或是无机的溶剂中都不溶解。在大部分酸、碱和盐中不腐蚀、不溶解。
3.炭-石墨轴承的耐高温性能
经过实验,一般炭素级轴承使用温度可达350℃;金属石墨级轴承也是350℃;而电化石墨级轴承可达450-500℃(在轻载荷情况下),其物理和机械性能仍保持不变,如果在真空或者保护气氛下,其使用温度可达1000℃。
4.炭-石墨轴承的其他性能
炭-石墨轴承与其他轴承相比较,还具有导热性高,线膨胀系数小,耐急冷急热等性能。但是,炭-石墨制品是一种脆性的硬度不高的材料。它的机械强度依其结构和工艺条件而定。密度高的,机械强度也大。一般的炭-石墨材料的体积密度在1.55-1.98g/cm3之间,其抗压强度为20-68MPa,比强度为中等,但它的机械强度随着温度的升高而增大,在2000-2500℃之间它的机械强度大约比室温下增加一倍,在这样的温度下,它的比强度比现有的许多材料都高。尽管如此,由于炭-石墨材料属于脆性材料,其本身所固有的强度(在常温下)又不算高,因而使用范围受到了限制。
这个问题得到了解决,主要方法是:其一,改善原材料的粒度;其二,浸渍金属、树脂或聚四氟乙烯等;其三,在炭-石墨基内添加炭纤维等材料,还有利用固体润滑剂等,因此,不但改善了它的运转性能,而且轴承的强度和韧性都有很大的提高。据介绍,用树脂浸渍炭-石墨轴承,其强度可增加2-3倍,用金属来浸渍其强度就增加的更大。
5.炭-石墨浸渍轴承的性能
炭-石墨轴承选用哪种材料做浸渍剂比较合适,要根据轴承的工作条件来决定。用来浸渍炭-石墨轴承的有酚醛树脂、呋喃树脂,环氧树脂等等。
6.炭-石墨复合轴承
炭-石墨复合轴承的种类很多,材质除单一的炭质或石墨质外,为了改善润滑性和耐磨性,提高强度和硬度等各种需要,改变原料种类、配比和制造条件,来制成各种复合材料,这些材料的工业发展史较短,但发展得很迅速,具有很大的发展潜力。
该种轴承耐腐蚀性好,对于酸、碱和有机溶剂较稳定。耐热性好,因其热膨胀系数小,故热稳定性好,可适用于-250℃-250℃这一较宽的温度范围。
7.添加固体润滑剂
人们熟悉的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、云母及滑石等,后来新开发了氟化石墨。固体润滑剂除以粉末状态的形式单独使用外,也常将其分散于水或油中,或者添加到润滑脂中使用
ICP14014849-1