石墨軸承的性能及特點

石墨軸承的性能及特點

石墨軸承的潤滑基理、分類和性能分析

從碳原子結構分析石墨材料的潤滑性。石墨材料本身就存在潤滑性能，這是石墨的晶體結構所決定的。石墨的潤滑性能除晶格的特定原因有先天可供潤滑的結構外，就是水和空氣對它的良好潤滑作用的發揮。水和空氣的存在使石墨的工作面上吸附了水和氣體分子，增大了石墨互相滑動的解理面間的距離，從而減弱了它們間的結合力。軸承有滾動軸承和滑動軸承之分，材質上又有金屬、非金屬、復合材料之別。

滑動軸承存在著兩種摩擦形式，即靜摩擦和動摩擦，一般炭石墨軸承的靜摩擦比同樣情況下的金屬軸承要小一些。普通炭石墨軸承在干運轉情況下，動摩擦系數在0.08-0.3之間，濕運轉情況下由于存在著邊界潤滑，所以動摩擦系數一般在0.01-0.1范圍內。在炭刷與換向器的摩擦中，換向器表面可產生一層褐色、深紫色、淺蘭色的薄膜，這層薄膜可起潤滑過程中的保護作用。分析可知，這層薄膜主要由兩部分組成，其一是與金屬結合在一起的金屬氧化膜和金屬氫氧化物，稱為氧化薄膜。其二是炭素薄膜，在運行過程中的炭塊上剝離下來的極其細小的炭、石墨粒子、炭塊材料中所含的不純物、空氣中浮游的塵被吸附的水分和氧所組成。

石墨軸承以石墨材料為主要基材，應用于食品、飲料、紡織、化工等工業部門中的運輸機、干燥機、紡織機、潛水泵電機等軸承方面，這些部位如用油脂潤滑劑不可避免會引起污染，而石墨軸承的自潤滑性很強，耐腐蝕，可不使用潤滑油而進行長期運轉。為了提高制品的機械強度，特別是為了提高耐沖擊韌性，常用一些耐磨性能好的易熔金屬進行浸漬處理。浸銻石墨軸承允許的工作溫度可達500C，銻與銅對磨時不易沾著，在大負荷和快速的情況下工作，其耐磨性能可提高2--3倍。石墨材料的強度隨溫度升高而增加的趨勢一直保持到2600C左右，在高溫時強度是室溫的3倍。

鑲嵌石墨軸承的制造是以金屬材料為基體，它的機械強度基本取決于采用的金屬材質的機械性能，石墨作為一種固體潤滑材料鑲嵌在軸承的摩擦面金屬基體上，用于軸承工作狀態下的潤滑材料，但石墨也有含油效果。石墨的鑲嵌可采取二種方法，一種是熔融金屬液澆鑄法，另一種是在金屬基材上先按照一定的排列方式加工一些孔洞，然后將固體潤滑劑嵌入其中，鑲嵌石墨軸承的抗壓強度、抗折強度、熱膨脹系數一般取決于基體金屬材質。但鑲嵌石墨軸承的強度大大提高，可在重載荷下運行。

石墨軸承優點多于金屬軸承，主要表現在：自潤滑、耐高溫、耐腐蝕、質輕等。軸承有滾動軸承和滑動軸承之分，石墨軸承多用于滑動軸承。應用于食品、飲料、紡織、化工等工業部門中的運輸機、干燥機、紡織機、潛水泵電機等軸承方面，這些部位如用油脂潤滑劑不可避免會引起污染，而石墨軸承的自潤滑性很強，耐腐蝕，可不使用潤滑油而進行長期運轉。

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