軸承是機(jī)械工業(yè)中常用的一種滑動(dòng)機(jī)件，材質(zhì)上又有金屬、非金屬、復(fù)合材料之別。石墨軸承則是隨著機(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，以石墨材料為主要基材。石墨軸承有不同于金屬軸承的特性，主要表現(xiàn)在：自潤(rùn)滑、耐高溫、耐腐蝕、質(zhì)輕等。
軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承之分，石墨軸承多用于滑動(dòng)軸承。應(yīng)用于食品、飲料、紡織、化工等工業(yè)部門(mén)中的運(yùn)輸機(jī)、干燥機(jī)、紡織機(jī)、潛水泵電機(jī)等軸承方面，這些部位如用油脂潤(rùn)滑劑不可避免會(huì)引起污染，而石墨軸承的自潤(rùn)滑性很強(qiáng)，耐腐蝕，可不使用潤(rùn)滑油而進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。
石墨軸承-潤(rùn)滑基理、分類和性能分析：
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。
軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承之分，材質(zhì)上又有金屬、非金屬、復(fù)合材料之別。石墨軸承多用于滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承又分為徑向軸承和止推軸承。文中主要對(duì)炭石墨軸承、青銅石墨含油軸承和鑲嵌石墨軸承進(jìn)行分析。
石墨軸承以石墨材料為主要基材，應(yīng)用于食品、飲料、紡織、化工等工業(yè)部門(mén)中的運(yùn)輸機(jī)、干燥機(jī)、紡織機(jī)、潛水泵電機(jī)等軸承方面，這些部位如用油脂潤(rùn)滑劑不可避免會(huì)引起污染，而石墨軸承的自潤(rùn)滑性很強(qiáng)，耐腐蝕，可不使用潤(rùn)滑油而進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。石墨軸承的磨損與載荷、溫度和速度的平方成比例，當(dāng)壓力為0--0.49MPa時(shí)，各種材質(zhì)的石墨軸承均能滿足需要。為了提高制品的機(jī)械強(qiáng)度，特別是為了提高耐沖擊韌性，常用一些耐性能好的易熔金屬進(jìn)行浸漬處理。浸銻石墨軸承允許的工作溫度可達(dá)500C，銻與銅對(duì)磨時(shí)不易沾著，在大負(fù)荷和快速的情況下工作。石墨材料的強(qiáng)度隨溫度升高而增加的趨勢(shì)一直保持到2600C左右，在高溫時(shí)強(qiáng)度是室溫的3倍。
滑動(dòng)軸承存在著兩種摩擦形式，即靜摩擦和動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)情況下，動(dòng)摩擦系數(shù)在0.08-0.3之間，濕運(yùn)轉(zhuǎn)情況下由于存在著邊界潤(rùn)滑，所以動(dòng)摩擦系數(shù)一般在0.01-0.1范圍內(nèi)。在炭刷與換向器的摩擦中，換向器表面可產(chǎn)生一層褐色、深紫色、淺蘭色的薄膜，這層薄膜可起潤(rùn)滑過(guò)程中的保護(hù)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(jié)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(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。由此可見(jiàn)，保護(hù)膜的形成可起好的潤(rùn)滑作用，但也離不開(kāi)水分和氧的環(huán)境?；瑒?dòng)軸承具有普通機(jī)械零件之間滑動(dòng)接觸的特征。除摩擦、磨損發(fā)熱外，還要有的機(jī)械強(qiáng)度。雖然可對(duì)石墨軸承材料進(jìn)行浸漬處理以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊性，但在較大的載荷條件下，往往仍達(dá)不到所要求的機(jī)械強(qiáng)度，從而人們開(kāi)始用粉末冶金方法制造青銅石墨含油軸承。
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(wèn)題得到了解決，主要方法是：其一，改變?cè)牧系牧６?；其二，浸漬金屬、樹(shù)脂或聚四乙烯等；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，不但改變了它的運(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(shù)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。
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