石墨軸承材料有哪些性質(zhì)
石墨軸承材料有哪些性質(zhì)
炭-石墨軸承的性質(zhì)
1.良好的自潤(rùn)滑性能
炭-石墨軸承具有良好的自潤(rùn)滑性能，主要有兩方面原因。原因之一是：石墨晶格內(nèi)的碳原子按正六角形排列于各平面上，原子間的距離較近，為0.142nm，而各平面之間的距離為0.335nm，并且沿同一方向相互錯(cuò)開。第三個(gè)平面重復(fù)第一個(gè)平面的位置，第四個(gè)平面又重復(fù)第二個(gè)平面的位置，依次類推。在每一個(gè)平面上，碳原子間的結(jié)合力很強(qiáng)，而平面之間的距離較大，它們之間范德華作用力很弱，故層與層之間易于離開和相對(duì)滑動(dòng)，這就是石墨材料具有自潤(rùn)滑性能的根本原因。
原因之二是：石墨材料與大部分金屬材料有較強(qiáng)的附著力，因此在與金屬對(duì)磨時(shí)剝落的石墨就很容易附著在金屬表面上，形成一層石墨膜，變成了石墨與石墨之間的摩擦，從而大大降低了磨損和摩擦系數(shù)，這也是炭-石墨軸承具有優(yōu)良的自潤(rùn)滑性能與減摩性能的原因之一。
正由于炭-石墨軸承具有良好的自潤(rùn)滑性能，在使用時(shí)可以不加潤(rùn)滑油而干運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，炭-石墨軸承就被在工作時(shí)不允許加潤(rùn)滑油的工業(yè)部門所廣泛采用。
2.炭-石墨軸承的其他性能
炭-石墨軸承與其他軸承相比較，還具有導(dǎo)熱性高，線膨脹系數(shù)小，耐急冷急熱等性能。但是，炭-石墨制品是一種脆性的硬度不高的材料。它的機(jī)械強(qiáng)度依其結(jié)構(gòu)和工藝條件而定。密度高的，機(jī)械強(qiáng)度也大。一般的炭-石墨材料的體積密度在1.55-1.98g/cm3之間，其抗壓強(qiáng)度為20-68MPa，比強(qiáng)度為中等，但它的機(jī)械強(qiáng)度隨著溫度的升高而增大，在2000-2500℃之間它的機(jī)械強(qiáng)度大約比室溫下增加一倍，在這樣的溫度下，它的比強(qiáng)度比現(xiàn)有的許多材料都高。盡管如此，由于炭-石墨材料屬于脆性材料，其本身所固有的強(qiáng)度（在常溫下）又不算高，因而使用范圍受到了限制。
這個(gè)問題得到了解決，主要方法是：其一，改善原材料的粒度；其二，浸漬金屬、樹脂或聚四氟乙烯等；其三，在炭-石墨基內(nèi)添加炭纖維等材料，還有利用固體潤(rùn)滑劑等，因此，不但改善了它的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，而且軸承的強(qiáng)度和韌性都有很大的提高。據(jù)介紹，用樹脂浸漬炭-石墨軸承，其強(qiáng)度可增加2-3倍，用金屬來(lái)浸漬其強(qiáng)度就增加的更大。
3.炭-石墨浸漬軸承的性能
炭-石墨軸承選用哪種材料做浸漬劑比較合適，要根據(jù)軸承的工作條件來(lái)決定。用來(lái)浸漬炭-石墨軸承的有酚醛樹脂、呋喃樹脂，環(huán)氧樹脂等等。
4.炭-石墨復(fù)合軸承
炭-石墨復(fù)合軸承的種類很多，材質(zhì)除單一的炭質(zhì)或石墨質(zhì)外，為了改善潤(rùn)滑性和耐磨性，提高強(qiáng)度和硬度等各種需要，改變?cè)戏N類、配比和制造條件，來(lái)制成各種復(fù)合材料，這些材料的工業(yè)發(fā)展史較短，但發(fā)展得很迅速，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>該種軸承耐腐蝕性好，對(duì)于酸、堿和有機(jī)溶劑較穩(wěn)定。耐熱性好，因其熱膨脹系數(shù)小，故熱穩(wěn)定性好，可適用于-250℃-250℃這一較寬的溫度范圍。
5.添加固體潤(rùn)滑劑
人們熟悉的固體潤(rùn)滑劑有石墨、二硫化鉬、云母及滑石等，后來(lái)新開發(fā)了氟化石墨。固體潤(rùn)滑劑除以粉末狀態(tài)的形式單獨(dú)使用外，也常將其分散于水或油中，或者添加到潤(rùn)滑脂中使用。
6.具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性
石墨材料是一種化學(xué)穩(wěn)定的材料，其化學(xué)穩(wěn)定性不遜于貴金屬。在熔融的銀中它的溶解度僅為0.001%-0.002%。石墨不論在有機(jī)或是無(wú)機(jī)的溶劑中都不溶解。在大部分酸、堿和鹽中不腐蝕、不溶解。
7.炭-石墨軸承的耐高溫性能
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，一般炭素級(jí)軸承使用溫度可達(dá)350℃；金屬石墨級(jí)軸承也是350℃；而電化石墨級(jí)軸承可達(dá)450-500℃（在輕載荷情況下），其物理和機(jī)械性能仍保持不變，如果在真空或者保護(hù)氣氛下，其使用溫度可達(dá)1000℃。