石墨軸承的應(yīng)用范疇有多廣?
1.石墨軸承的其他特性
與其他軸承相比,石墨軸承還具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)、較小的線膨脹系數(shù)以及耐快速冷卻和加熱的特性。然而,碳-石墨制品是一種脆性材料,硬度很低。其機(jī)械強(qiáng)度取決于其結(jié)構(gòu)和工藝條件。高密度和高機(jī)械強(qiáng)度。一般碳石墨材料的體積密度為1.55-1.98g/cm3,抗壓強(qiáng)度為20-68MPa,比強(qiáng)度中等,但其機(jī)械強(qiáng)度隨著溫度的升高而增加,在2000-2500℃之間,其機(jī)械強(qiáng)度約為室溫下的兩倍,比強(qiáng)度高于該溫度下的許多現(xiàn)有材料。但是,由于碳-石墨材料是一種脆性材料,其固有強(qiáng)度(室溫下)不高,因此其應(yīng)用范圍受到限制。
這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)解決了,主要方法有:一是提高原料粒度;第二,浸漬金屬、樹(shù)脂或聚四氟乙烯等。第三,在碳石墨基體中加入碳纖維等材料,并使用固體潤(rùn)滑劑,不僅改善了其運(yùn)行性能,而且大大提高了軸承的強(qiáng)度和韌性。根據(jù)介紹,浸漬樹(shù)脂的碳石墨軸承強(qiáng)度可提高2-3倍,浸漬金屬的碳石墨軸承強(qiáng)度可提高更多。
2.石墨浸漬軸承的性能
哪種材料適合作為石墨軸承的浸漬劑取決于軸承的工作條件。酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等用于浸漬碳石墨軸承。
3.石墨復(fù)合軸承
復(fù)合軸承有很多種。除了單一的碳或石墨外,為了提高潤(rùn)滑性和耐磨性、強(qiáng)度和硬度,可以通過(guò)改變?cè)系姆N類、比例和制造條件制成各種復(fù)合材料。這些材料的工業(yè)發(fā)展歷史較短,但發(fā)展迅速,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α_@種軸承具有良好的耐腐蝕性,對(duì)酸、堿和有機(jī)溶劑穩(wěn)定。耐熱性好,由于熱膨脹系數(shù)小,熱穩(wěn)定性好,可適用于-250℃-250℃的較寬溫度范圍。
4.添加固體潤(rùn)滑劑
人們熟悉固體潤(rùn)滑劑,如石墨、二硫化鉬、云母和滑石等。后來(lái)新開(kāi)發(fā)了氟化石墨。除了以粉末形式單獨(dú)使用外,固體潤(rùn)滑劑通常分散在水或油中,或添加到潤(rùn)滑脂中。
5.良好的化學(xué)穩(wěn)定性
石墨是一種化學(xué)穩(wěn)定的材料,其化學(xué)穩(wěn)定性不遜于貴金屬。其在熔融銀中的溶解度僅為0.001%-0.002%。石墨不溶于有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑。它在大多數(shù)酸、堿和鹽中不會(huì)腐蝕和溶解。
6.石墨軸承的耐高溫性能
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),一般碳級(jí)軸承的使用溫度可達(dá)350℃;石墨級(jí)軸承也是350℃;而電化學(xué)石墨級(jí)軸承可以達(dá)到450-500℃(輕載下),物理機(jī)械性能保持不變。如果在真空或保護(hù)氣氛中,其使用溫度可達(dá)1000℃。
7.良好的自潤(rùn)滑性能
石墨軸承具有良好的自潤(rùn)滑性能有兩個(gè)原因。一個(gè)原因是石墨晶格中的碳原子在每個(gè)平面上排列成正六邊形,原子之間的距離為0.142nm,而平面之間的距離為0.335nm,它們沿同一方向交錯(cuò)排列。第三個(gè)平面重復(fù)第二個(gè)平面的位置,第四個(gè)平面重復(fù)第二個(gè)平面的位置,依此類推。在每個(gè)平面上,碳原子之間的鍵合力較強(qiáng),而平面之間的距離較大,它們之間的范德華力較弱,因此各層之間容易離開(kāi),相對(duì)滑動(dòng),這是石墨材料具有自潤(rùn)滑性能的根本原因。
第二個(gè)原因是石墨與大多數(shù)金屬材料有很強(qiáng)的附著力,所以膨脹石墨在與金屬研磨時(shí)容易粘附在金屬表面,形成石墨膜,成為石墨與石墨之間的摩擦力,從而大大降低磨損和摩擦系數(shù),這也是碳石墨軸承具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性能和減摩性能的原因之一。
由于正石墨軸承具有良好的自潤(rùn)滑性能,使用時(shí)無(wú)需潤(rùn)滑油即可運(yùn)行。所以石墨軸承被工作時(shí)不允許加潤(rùn)滑油的工業(yè)部門(mén)廣泛使用。

