石墨轴承炭-石墨轴承的性质
炭-石墨轴承的性质
1.杰出的自润滑功能
炭-石墨轴承具有杰出的自润滑功能,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,原子间的间隔较近,为0.142nm,而各平面之间的间隔为0.335nm,而且沿同一方向彼此错开。第三个平面重复第一个平面的方位,第四个平面又重复第二个平面的方位,顺次类推。在每一个平面上,碳原子间的结合力很强,而平面之间的间隔较大,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,这就是石墨资料具有自润滑功能的根本原因。
原因之二是:石墨资料与大部分金属资料有较强的附着力,因此在与金属对磨时脱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冲突,然后大大降低了磨损和冲突系数,这也是炭-石墨轴承具有优良的自润滑功能与减摩功能的原因之一。
正因为炭-石墨轴承具有杰出的自润滑功能,在运用时可以不加润滑油而干工作,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.具有杰出的化学安稳性
石墨资料是一种化学安稳的资料,其化学安稳性不逊于贵金属。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-石墨轴承的耐高温功能
通过试验,一般炭素级轴承运用温度可达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),其物理和机械功能仍保持不变,如果在真空或许保护气氛下,其运用温度可达1000℃。
4.炭-石墨轴承的其他功能
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,耐急冷急热等功能。但是,炭-石墨制品是一种脆性的硬度不高的资料。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-石墨资料的体积密度在1.55-1.98g/cm3之间,其抗压强度为20-68MPa,比强度为中等,但它的机械强度跟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资料都高。尽管如此,因为炭-石墨资料属于脆性资料,其自身所固有的强度(在常温下)又不算高,因此运用范围受到了约束。
这个问题得到了处理,主要方法是:其一,改进原资料的粒度;其二,浸渍金属、树脂或聚四氟乙烯等;其三,在炭-石墨基内增加炭纤维等资料,还有利用固体润滑剂等,因此,不光改进了它的工作功能,而且轴承的强度和韧性都有很大的提高。据介