石墨軸（zhóu）承的潤滑基理（lǐ）、分類和性能（néng）分（fèn）析 

石墨軸承的潤滑基理、分類和性能分析 
石墨軸承的潤滑（huá）基理

從（cóng）碳（tàn）原子結構分析石墨材料的潤（rùn）滑性（xìng）。石墨材料本身（shēn）就存在潤滑性能，這是石 墨的（de）晶體結構所決定的。石墨的潤滑性能除晶格的特定原因有先天可供潤滑的結構 外，就是水和空氣對它的良好潤滑（huá）作用的發揮。水和空氣的存在使石墨的工作（zuò）麵上 吸附了水（shuǐ）和氣（qì）體（tǐ）分子，增大（dà）了（le）石墨互（hù）相滑動的解理麵間的（de）距離，從而減弱了它們間 的結合力。
軸承有滾動軸承和滑動軸承之分，材質上又有金屬、非（fēi）金屬、複合材料之別。 石墨軸承多用於滑動軸承，滑動軸承又分（fèn）為徑向軸承和止推軸承。文（wén）中主要對炭石（shí） 墨軸承、青銅石墨含油軸（zhóu）承和鑲嵌石墨（mò）軸承進行分析。
石墨（mò）軸（zhóu）承以石墨材（cái）料（liào）為主要基材，應用（yòng）於食品、飲料、紡織、化工等工業部門 中的運輸機、幹燥（zào）機、紡織機、潛水泵（bèng）電機等軸承方麵，這些（xiē）部位如用油脂潤滑劑 不可（kě）避免會引起汙染，而石墨軸承的自潤滑性很強，耐腐蝕，可不使用潤滑油而進 行長期運轉。石（shí）墨軸承的（de）磨損與載荷、溫度和速度的平方成比例，當壓力為0--0. 49MPa時，各（gè）種（zhǒng）材質（zhì）的石墨軸承均能滿足需要。為了提高（gāo）製品的機械強度，特別是（shì） 為了提高（gāo）耐衝擊韌性，常用一些耐磨性能好的易（yì）熔金屬進行浸漬處（chù）理。浸銻石墨軸 承允許的工作溫度可達500C，銻與銅對（duì）磨時（shí）不易沾著，在（zài）大負荷和快速的情況下工 作，其耐磨性能（néng）可提高2--3倍。石墨材料的強度隨溫度升高而增加的趨勢一直保持 到2600C左右，在高溫時強度是室溫的3倍。滑動軸承存在著兩種（zhǒng）摩擦形式，即靜摩（mó） 擦和動摩擦，一般（bān）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（tàn）石墨軸承在幹運轉情況下，動摩擦係數在0.08-0.3之間，濕（shī）運轉情況下（xià）由於存在著 邊界潤滑，所以動摩擦係數（shù）一般在0.01-0.1範圍內。在炭刷與換向器的（de）摩擦中（zhōng），換 向器（qì）表麵可產生一（yī）層褐色、深紫色、淺蘭色的薄膜，這層薄膜可起潤滑（huá）過程中的保 護作用。分析可知，這層薄膜主要由（yóu）兩部分組成，其一是與金屬結合在一起的金屬 氧（yǎng）化膜和金屬（shǔ）氫氧化物，稱為氧化薄膜。其二是炭素薄膜，在（zài）運行過程中的炭塊上 剝離下來的極其細小的炭、石墨粒子、炭塊材料中所含（hán）的不純物、空氣中浮遊（yóu）的塵 埃以及被吸附的水分和氧所組成。由此（cǐ）可見，保護膜的形成（chéng）可起更好的（de）潤滑作用， 但也離不開水分和氧的環境（jìng）。滑（huá）動軸承具有普通機械零件之間滑動接觸的特（tè）征。除 摩擦、磨損發熱外，還要（yào）有（yǒu）一定的機械強度。雖然可對石墨軸承材料進行浸漬（zì）處理 以增強其機械強度、抗衝擊性，但在較（jiào）大的（de）載荷條件下，往往（wǎng）仍達不到所要求的機 械強（qiáng）度，從而人們開始用粉末冶（yě）金方（fāng）法製（zhì）造青銅石墨含油軸（zhóu）承。
青銅石墨含油軸承采用粉末冶金法製造，在保持（chí）原有石墨軸承的主要特征外， 增加了機械強（qiáng）度。自承重（chóng）軸承一般使（shǐ）用鉛青銅或（huò）錫青銅/石（shí）墨基。銅/鉛/石墨軸（zhóu）承（chéng） 能耐極高的轉速。鉛、錫/銅主要用來合成鉛、錫青銅，以增加製品的機械強度。 加入（rù）過（guò）量的錫和鉛是不必要的，一般加入量在5%--10%(重（chóng）量)範圍，過量的鉛、錫 將顯著降（jiàng）低製品的機械強度。
粉末（mò）冶金法製造青銅石墨含油軸承采用銅粉/石墨粉，經混合、壓型、燒結而 成，選用（yòng）呈（chéng）樹狀結構的電解銅粉（fěn），其最大特點是經高溫燒結之後能使軸承具有均勻（yún） 的（de）網體結構和開放（fàng）性孔穴。潤滑油（yóu）可充滿軸承所有孔穴，並和軸承中的固（gù）體潤滑（huá）劑 --石墨形成潤滑性能很高（gāo）的石墨膠體（tǐ）潤滑劑。當機械運轉時，軸承因摩擦升溫而膨（péng） 脹導致孔（kǒng）穴容積縮小，加之（zhī）潤滑油亦因受熱膨脹而溢出，起到了對軸與軸承間潤滑 作用。當停止運轉後，溫度降低孔（kǒng）穴和潤滑油恢（huī）複原來狀態，油便被重新吸入孔穴 ，從（cóng）而形成了自動潤滑現象。在萬一油量不足的情況下，石墨也可以單獨地擔當起 潤滑作（zuò）用（yòng），仍可保持軸承有較（jiào）低的摩擦係數和較好的（de）耐磨性能。隨（suí）著軸承載荷要（yào）求 的進一（yī）步提高，青銅石墨含油軸承也難（nán）達到要求，隨後人們又開發出了鑲嵌石墨軸 承。
鑲嵌石墨軸承的製（zhì）造（zào）是以金屬（shǔ）材料為基體，它的機械強度（dù）基（jī）本取（qǔ）決於采用的金 屬材（cái）質的機械性能，石墨作為一種固體潤滑材料鑲嵌（qiàn）在軸承的摩擦麵金屬基體上， 用於軸承工作狀態下的潤滑材料，但石墨也有含油效果。石（shí）墨的鑲嵌可采取（qǔ）二種方 法，一種是熔融金屬液澆鑄法，另一種是在金屬基材（cái）上先按照一（yī）定的排列方式加工 一些孔洞，然後將（jiāng）固體潤滑劑（jì）嵌入其中（zhōng），鑲嵌石墨軸承的抗壓強度、抗折強度、熱 膨脹係數一般取決於基體金屬材質。但鑲（xiāng）嵌石墨軸承的強度大大提高，可（kě）在重載荷 下運（yùn）行（háng）。