淺談石墨軸承特性

王立新¹　湯福生²

（1.哈爾濱電炭研究所，哈爾濱　150030；2.哈爾濱軸承廠工學(xué)院，哈爾濱　150030）

前言

軸承是機(jī)械工業(yè)中常用的一種滑動(dòng)機(jī)件，石墨軸承是隨著機(jī)械設(shè)備的性能要求，在金屬軸承的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)并發(fā)展起來(lái)的炭質(zhì)軸承，炭質(zhì)軸承有不同于金屬軸承的特性，如低噪音、自潤(rùn)滑、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕等。

特點(diǎn)

1、自潤(rùn)性

從碳原子結(jié)構(gòu)分析石墨材料的潤(rùn)滑性。石墨材料本身就存在潤(rùn)滑性能，這是石墨的晶體結(jié)構(gòu)所決定的。石墨的潤(rùn)滑性能除晶格的特定原因有先天可供潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)外，就是水和空氣對(duì)它的良好潤(rùn)滑作用的發(fā)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(dòng)的解理面間的距離，從而減弱了它們間的結(jié)合力。

一般情況下，滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)5000小時(shí)就需要人工維護(hù)更換浸潤(rùn)脂（油），而石墨軸承一方面，石墨與金屬結(jié)合形成氧化薄膜，另一方面在運(yùn)行過(guò)程中的炭塊上剝離下來(lái)的極其細(xì)小的炭、石墨粒子、炭塊材料中所含的不純物、空氣中浮游的塵埃以及被吸附的水分和氧所組成其二炭素薄膜。不需要人工更換浸潤(rùn)脂（油），從而大大降低維護(hù)成本。

2、低噪音

一般來(lái)說(shuō)，滾動(dòng)軸承本身不產(chǎn)生噪音。通常感覺(jué)到的“軸承噪音”事實(shí)上是軸承直接或間接地與周圍結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的聲音效應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)證明一般在相同轉(zhuǎn)速和相同加工精度下，石墨滑動(dòng)軸承所 產(chǎn)生噪聲只相當(dāng)于滾珠軸承30%。

3、耐磨性

就軸承來(lái)說(shuō)，存在著兩種形式的摩擦,即靜摩擦和動(dòng)摩擦。靜摩擦取決于表面狀態(tài)和所采用的材料。一般說(shuō)來(lái)﹐石墨軸承的靜摩擦比同樣情況下的金屬軸承要小一些。

4、耐高溫

經(jīng)過(guò)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。

一般情況下，石墨軸承積密度在1.55~1.98 g /cm³之間﹐其抗壓強(qiáng)度為20~68 MPa ,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。

5、耐腐蝕

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。

缺點(diǎn)

在一般情況下，炭–石墨制品是一種脆性的硬度不高的材料。所以這大大增加了運(yùn)輸過(guò)程中的損壞風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

1、石川敏功,長(zhǎng)沖通.新炭素工業(yè)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1990:157

2、炭-石墨軸承的性能及其應(yīng)用與發(fā)展

（特別說(shuō)明：本文版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）