石墨对几种自润滑材料性能的影响

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石墨在铝棒铸造中的作用

石墨在铝棒铸造中的作用

石墨在铝棒铸造中的作用
石墨在铝棒铸造中起到的作用有以下几个方面:
1. 增加热导性:石墨具有良好的热导性能,可以增加铝棒的热传导能力,使得铝液在铸造过程中更加均匀地冷却和凝固,降低内部的应力和气孔的形成,提高了铝棒的整体质量。

2. 改善润滑性:铸造过程中,铝液与模具之间需要有一定的润滑性,以保证铝液的顺利流动和脱模。

石墨具有较好的润滑性能,可以减少铝液与模具之间的摩擦,降低铸造过程中的能量消耗和模具磨损,保证铸件的尺寸精度和表面质量。

3. 促进晶粒细化:石墨在铸造时产生的气泡可以作为核心,促使铝液中的晶核形成,进而使铸件的晶粒变细。

晶粒细化可以提高铝棒的强度和韧性,降低铝棒的变形和断裂风险。

4. 降低热应力:石墨的热膨胀系数与铝金属相近,在铝棒冷却和凝固过程中,石墨能够与铝金属匹配其热膨胀系数,降低了铝棒的热应力,减少了铝棒在冷却过程中的变形和裂纹。

总的来说,石墨在铝棒铸造中可以起到增加热导性、改善润滑性、促进晶粒细化和降低热应力等作用,提高了铝棒的质量和性能。

石墨垫片的性能特点介绍

石墨垫片的性能特点介绍

石墨密封垫片的性能特点介绍柔性石墨材料是一种新型的密封材料,也是工业行业中一种重要的密封材料。

具有优良的耐腐蚀性、耐高低温、耐辐射、摩擦因数小、自润滑性、弹性,对液体和气体的渗透性极低。

石墨垫片可根据工况的不同选择由纯石墨板或金属(齿板、平板、网)增强石墨板切割或冲压而成。

一、柔性石墨垫片的特点:1、柔性石墨对气体和液体具有良好的不渗透性,如厚度为0.125mm的薄板,氦的透过率仅为2*10-1cm3/s。

2、耐温性好,柔性石墨在非氧化介质中的使用温度为-200~600℃,但在氧化介质中易被氧化。

3、各向异性,柔性石墨的传热、导电及膨胀系数有明显的各向异性现象。

4、耐辐照性强。

5、耐腐蚀性好,对一般的化学溶剂、酯类、水蒸气、还原性介质等保持良好的化学稳定性,但在氧化介质中有一定的局限性。

6、密度低、强度高、柔软性及回弹性好。

柔性石墨的应用范围用于工业上的管道法兰、热交换器、阀盖、冷凝器、空气压缩机、排气管、制冷机等。

适用介质:水、蒸汽、油类、酸、碱、有机溶剂、氨气、氢气等。

二、不锈钢增强石墨垫片石墨高强垫片又称石墨复合垫片,是从增强石墨板打孔或切割而成的,内衬材料可根据需求选择不同的金属薄板。

由于柔性石墨垫片机械强度较低,适合于小直径的垫片,而增强石墨垫片很大地提高了机械强度,具有良好的高强度,能在高压工况下使用,压缩回弹性、耐化学腐蚀性、耐辐射、耐高/低温、使用受命长等优异性能。

增强石墨垫片分类:1、碳钢增强石墨垫片:柔性石墨薄片中间夹碳钢钢带(0.2mm),然后切割而成,加强了机械强度。

2、304不锈钢增强石墨垫片:柔性石墨薄片粘附在304不锈钢两面,具有很高的机械强度,各种较大尺寸及复杂形状也很适用,而且也便于运输,也是应用很广的一种密封垫片。

3、316不锈钢增强石墨垫片:耐蚀性好,高温强度优秀,但成本也要高于其他材料。

三、金属石墨缠绕垫片金属石墨缠绕垫片是由金属带和石墨带缠绕而成的一种金属复合垫片,由V形或W形薄钢带和填充料交替缠绕而成。

聚四氟乙烯填充什么最耐磨?石墨四氟管的用途?

聚四氟乙烯填充什么最耐磨?石墨四氟管的用途?

耐磨聚四氟乙烯填充件石墨四氟管的用途?一、改性四氟棒介绍ptfe四氟铁氟龙填充石墨管是以聚四氟乙烯塑料为基料,填充石墨增强剂(或者碳纤维等)后制得的增强塑料。

石墨能提高聚四氟乙烯的耐磨性,导热性,自润滑性,导电性,耐热变形等。

适用于耐高温,耐磨,耐腐蚀等环境下使用,除食品,绝缘,氧化剂环境下外,石墨改性(增强,填充)聚四氟乙烯基本能代替原聚四氟乙烯能用的环境。

1.1四氟材料在温度低于-185℃时会变脆,高于260℃时会蠕变裂解,所以不应用于过高的温度。

四氟导热系数较低且线膨胀系数较大在负荷下会发生冷流现象,添加不同的填充剂如玻璃纤维、石墨、二硫化钼、青铜粉等可改善四氟棒的性能。

1.2改性四氟棒使用行业:化工、石化、炼油、氯碱、制酸、磷肥、制药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高纯产品生产(如离子膜电解),粘稠物料输送与操作,卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。

1.3使用设备:管道、阀门、泵、压力容器、热交换器、冷凝器、发电机、空气压缩机、排气管、制冷机等法兰连接处的密封部位。

二、石墨四氟管简介又称:石墨套筒、石墨ptfe管材、石墨聚四氟乙烯管、黑色铁氟龙管、填充聚四氟乙烯模压管材,聚四氟乙烯填充石墨管材,ptfe四氟铁氟龙填充石墨管,改性填充石墨PTFE四氟管,聚四氟乙烯(PTFE)+石墨,新型聚四氟乙烯石墨件。

图1 石墨四氟管来源:深圳丹凯特性:1.使用温度范围十分广泛(摄氏从-200度到+260度);2.基本上对所有化学物质都具抗腐蚀性除了一些氟化物和碱性金属液。

3.极好的机械性能包括抗老化性特别对于弯曲和摆动方面应用。

4.杰出的阻燃性(符合ASTM-D635 和D470测试步骤,在空气中被归为阻燃材料。

5.优良的绝缘特性(无论其频率和温度如何)。

6.吸水率极低,并具有自润滑性和不粘性等一系列独特的性能。

7、摩擦系数小。

三、填充聚四氟乙烯的加工填充聚四氟乙烯制品选用填充聚四氟乙烯树脂经模塑加工制成。

合金钢的球化和石墨化

合金钢的球化和石墨化

合金钢的球化和石墨化合金钢是一种由铁和其他元素(如钼、铬、镍等)合金化而成的钢材。

球化和石墨化是两种常见的热处理方法,用于改善合金钢的力学性能和微观结构。

在下文中,我将详细介绍合金钢的球化和石墨化的原理和应用。

合金钢的球化是通过将钢材加热到一定温度,然后快速冷却,使其微观结构中的碳元素形成球状的碳化物。

球化处理能够提高合金钢的韧性和延展性,减少脆性。

这是因为球状的碳化物会改变钢材的晶界结构,减少晶界的应力集中,从而提高钢材的抗拉强度和塑性。

球化处理常用于高碳合金钢和合金元素含量较高的钢材。

石墨化是通过将合金钢加热到一定温度,然后冷却到室温,在适当的条件下,使钢材中的碳元素析出为石墨形态。

石墨化处理能够提高合金钢的切削性能和耐磨性。

石墨是一种具有良好自润滑性的材料,能够减少切削过程中的摩擦和磨损,提高切削效率和切削质量。

石墨化处理常用于切削工具和轴承等需要高耐磨性的应用领域。

球化和石墨化处理的具体方法和条件会根据不同的合金钢材料和应用要求而有所差异。

一般来说,球化处理的温度通常在900℃到950℃之间,冷却方式可以选择空冷、水淬或油淬。

而石墨化处理的温度通常在700℃到800℃之间,冷却方式可以选择空冷或水淬。

此外,球化和石墨化处理一般需要多次进行,以确保处理效果的稳定和一致性。

合金钢的球化和石墨化处理在工业制造中具有广泛的应用。

在航空航天、汽车制造和机械加工等领域,球化和石墨化处理能够显著提高合金钢的性能,延长材料的使用寿命。

例如,在航空航天领域,合金钢的球化处理可以提高材料的韧性和抗疲劳性能,增强零件的承载能力和抗冲击性能。

在汽车制造领域,合金钢的石墨化处理可以提高材料的耐磨性和降低切削力,从而提高发动机的工作效率和使用寿命。

在机械加工领域,合金钢的球化处理和石墨化处理可以提高切削刀具的切削性能和耐磨性,提高加工效率和质量。

总结起来,合金钢的球化和石墨化处理是一种重要的热处理方法,能够显著改善钢材的力学性能和微观结构。

膨胀石墨

膨胀石墨

膨胀石墨的性质以及应用摘要:石墨是一种天然固体润滑剂,资源丰富,价格便宜,用途广泛。

石墨具有层状结构,碱金属、卤素金属卤化物、强氧化性含氧酸都可嵌入层间,形成层间化合物。

膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料,经化学或电化处理而得到的一种石墨层间化合物产品,被誉为世界“密封之王”。

本文主要对石墨的优良特性及膨胀石墨的应用作了系统概述。

关键字:膨胀石墨;用途;发展;前言膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300 倍,由片状变为蠕虫状,从而结构松散,多孔而弯曲,表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强,蠕虫状石墨之间可自行嵌合,这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。

膨胀石墨是生产柔性石墨板材、各种密封件的优质材料。

其耐温范围宽,在-200~3600之间,在温、高压或辐射条件下工作,不发生分解、变形或老化,化学性质稳定,被广泛应用于机械、石油、化工、冶金、航海、航空航天、交通等工业领域。

1、膨胀石墨性质膨胀石墨材料又称柔性石墨材料,是一种利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间,与炭素的六角网络平面结合的同时又保持了石墨层状结构的晶体化合物。

它不仅保持石墨耐高温、耐腐蚀、能承受中子流、x 射线、γ射线的长期辐照,磨擦系数低,自润滑性好,导电导热、并呈各向异性等优异的理化性质,而且由于插入物质与石墨层的相互作用而呈现出原有石墨及插层物质不具备的新性能,克服了天然石墨脆性及抗冲击很差的缺点。

插有层间化合物的石墨在遇到高温时,层间化合物将分解,产生一种沿石墨层间C轴方向的推力,这个推力远大于石墨粒子的层间结合力,在这个推力的作用下石墨层间被推开,从而使石墨粒子沿C轴方向高倍地膨胀,形成蠕虫状的膨胀石墨。

石墨层与层之间可“嵌”入化学物质而具有可膨胀性。

如可采用硫酸处理石墨,干燥后石墨在高温下膨胀,这是由于硫酸分子“嵌”入石墨层所致。

膨胀石墨薄片的膨胀特性不同于其他膨胀剂,受热达到一定温度时,由于吸留在层间点阵中化合物分解,膨胀石墨便开始膨胀,称为起始膨胀温度,在1000℃时膨胀完全,达到最大体积。

粉末冶金 石墨用途

粉末冶金 石墨用途

粉末冶金石墨用途粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末作为原料,通过一系列的加工方法制造零件和制品的技术。

石墨是一种常见的材料,它在粉末冶金中有着广泛的应用。

本文将从石墨的特性、粉末冶金中的石墨用途以及相关的发展趋势等方面进行阐述。

我们来了解一下石墨的特性。

石墨是一种具有层状结构的矿物,由碳原子构成。

它具有良好的导电性、导热性和润滑性,同时还具有高温稳定性和化学稳定性。

这些特性使得石墨在粉末冶金中具有独特的用途。

在粉末冶金中,石墨主要用于增强金属材料的性能。

首先,石墨可以用作增强剂,用于制备复合材料。

将石墨粉末与金属粉末混合,经过压制、烧结等工艺,可以制备出具有良好力学性能和导电性能的复合材料。

这种复合材料在电气设备、汽车工业、航空航天等领域有着广泛的应用。

石墨还可以用于制备自润滑材料。

由于石墨具有良好的润滑性能,将石墨粉末与金属粉末混合,制备出的材料具有自润滑效果。

这种材料可以在高温、高压等恶劣环境下工作,同时减少磨损和摩擦。

因此,自润滑材料在航空航天、机械制造等领域有着重要的应用。

石墨还可以用于制备导热材料。

由于石墨具有良好的导热性能,将石墨粉末与金属粉末混合,制备出的材料具有优异的导热性能。

这种材料广泛应用于电子产品、冷却系统、热交换器等领域,可以有效地提高散热效果,保护设备的正常工作。

随着科技的进步和工艺的不断改进,粉末冶金中石墨的应用也在不断发展。

一方面,石墨的纳米化和改性已经成为研究的热点。

纳米石墨具有更大的比表面积和更好的导电性能,可以在复合材料、自润滑材料等方面发挥更好的效果。

另一方面,石墨的二维结构也引起了研究人员的关注。

二维石墨具有特殊的电子结构和光学性能,被广泛应用于电子器件、储能材料等领域。

石墨在粉末冶金中具有重要的用途。

它可以用于制备复合材料、自润滑材料和导热材料,提高材料的性能和功能。

随着科技的进步,石墨在粉末冶金中的应用也在不断发展。

研究人员正在探索石墨纳米化和二维化的方法,以期进一步提高材料的性能和功能。

石墨材料的耐磨性能研究

石墨材料的耐磨性能研究

石墨材料的耐磨性能研究简介:石墨作为一种重要的材料,在不同的行业中得到了广泛的应用。

耐磨性是一个材料重要的性能指标,特别是在涉及到磨擦、摩擦、磨削和刮擦等情况下。

本文将探讨石墨材料的耐磨性能,研究其在不同条件下的表现,并探索提高其耐磨性能的方法。

一、耐磨性能的评估指标1. 表面硬度表面硬度是衡量耐磨性能的重要指标之一。

石墨材料的硬度通常较低,所以很容易受到磨损。

通过测量石墨材料的硬度,可以预测其在使用过程中的耐磨性。

2. 磨磨损率石墨材料的磨损率也是评估其耐磨性能的指标之一。

磨损率可以通过磨损试验来确定,例如滑动磨损实验和磨料磨损实验。

通过测量磨损前后样本的质量变化和表面形貌,可以计算出磨损率。

二、石墨材料的耐磨性能研究1. 磨损机理研究了解石墨材料的磨损机理对于提高其耐磨性能至关重要。

石墨材料主要通过磨擦产生磨粒而损耗,因此,研究石墨材料的磨损机理可以为改善其耐磨性提供指导。

通过扫描电子显微镜、红外光谱等手段,可以观察并分析石墨材料的磨损过程和表面形貌的变化。

2. 添加增强剂石墨材料的耐磨性能可以通过添加适当的增强剂来改善。

例如,添加金属粉末、碳纤维等增强剂可以提高石墨材料的强度和硬度,从而提高其耐磨性能。

这是因为增强剂可以填充石墨材料的微孔,增加其密度和抗磨性。

3. 表面处理技术表面处理技术在提高石墨材料的耐磨性方面扮演着重要的角色。

例如,通过离子注入、电镀、化学蒸镀等方法,可以在石墨材料表面形成耐磨性的涂层,以减少磨损。

此外,石墨材料的表面处理还可以改变其表面形貌和化学成分,从而影响其摩擦与磨损性能。

4. 环境因素影响研究石墨材料的耐磨性能受环境因素的影响。

例如,湿度、温度、气氛等因素都会对石墨材料的耐磨性产生影响。

对这些因素的研究可以帮助我们了解石墨材料在不同环境条件下的耐磨性能,并为其应用提供技术支持。

三、未来展望石墨材料的耐磨性能研究在材料科学领域中具有重要意义。

随着新材料和新技术的不断涌现,我们对石墨材料的磨损机理和耐磨性能的研究将会更加深入。

碳石墨材料类别、型号及性能表

碳石墨材料类别、型号及性能表

高温润滑硬材料因此石墨属于导电体。

石墨是其中一种最软的矿物。

它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。

作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。

润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。

许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。

石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

石墨做耐磨环,就是因为他的润滑所以不会磨损。

可以在高温下做润滑剂和轴承用。

石墨脆软碳石墨:是机械密封的主要耐磨材料之一,碳与石墨都不是理想的摩擦副材料,以碳为主体加入定量石墨粘结煅烧,成为碳—石墨,根据加入的石墨多少,可分为软、中、硬三种,石墨越多,越软。

机械用碳石墨制品产品简介特性:1、优良的自润滑性;2、良好的抗化学腐蚀性;3、较高的导热率和热稳定性4、足够的机械强度和抗冲击性能;5、易于机械加工可按要求加工各种几何的形的状产品1、静、动环主要用于机械密封耐酸、碱及化工釜用密封的动、静环,其主要材料为浸树脂碳-石墨、浸铜、锑、玻璃及纯碳等石墨材料。

2、泵用碳-石墨材料用于各种屏蔽泵、潜水泵、止推导向用轴承。

各种气泵、真空泵、压缩机旋片、档片、衫套、活塞环等,其主要材料为浸树脂碳-石墨材料,浸巴氏合金、浸玻璃、浸铝合金及纯碳石墨等碳-石墨材料。

3、镶嵌碳-石墨材料用于高温,重荷载,中低,无油润滑的建筑机械,运输机械,高重,自动扶梯,隧道窑车,及粉尘较大的条件下,其主基本材料为各种青铜,铸铁,铸钢等,润滑材料为自润滑性能较好碳-石墨材料。

用途:广泛用于现代工业的各种机械设备中。

如:离心泵、水轮机、化工反应釜、旋转煅烧炉、等设备的密封件;压缩机、制氧机、鼓风机等机器的活塞环衬套;屏蔽电机、潜水电机、极其其它机械、设备、仪器仪表中的轴承等;真空泵、气体压缩机、印刷机复合气泵等装置中的旋片;化工设备中的安全爆破膜、板;卷烟设备中的配气盘、弧形块;塔吊、浮吊、高空揽车、电梯的承重轴承;等等。

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石墨对几种自润滑材料性能的影响摘要:石墨作为润滑剂,因为具有优良的性能,在不同的基质中加入石墨,在一定程度上改变了材料的耐高温性能、耐冲击性能、耐磨擦性能等。

Ni-石墨合金具有良好的塑性变形,可以轧制成薄板材料;碳纤维增强Cu/Ti3SiC2中,随着复合材料内碳纤维的体积含量增加,磨损系数减小,磨损率也下降;石墨颗粒在铜基自润滑材料中,石墨颗粒分布越均匀,越有利于降低摩擦系数;石墨在热喷涂耐磨材料中含量越高,提高了材料的耐磨性。

在介绍石墨与几种材料作用的机理的同时,说明了石墨的具体应用,使材料能在更广泛的范围内使用。

关键词:石墨自润滑摩擦耐磨性性能前言由于机器零件磨损所造成的直接与间接损失十分惊人,磨损使零件的配合间隙增大,导致机器的精度下降、效率降低,最后使机器丧失工作能力。

机器的早期失效或突然事故,常常会引起工厂全部或局部停产,造成巨大的经济损失,这样就必须在机器服役期间进行设备维修和制造大量的备件,因此浪费了许多人力、物力和时间由此可见,机器零件的摩擦与磨损,实是构成能源与材料大量损耗的主要因素。

因此,防止活动接头的摩擦和磨损损失,是现代机械制造业的重要任务,引起了世界各国科学工作者的兴趣。

根据所有这些情况,对减摩材料提出了在不同的具体条件下使用的要求。

为保证减摩材料在预定条件下的使用寿命,材料应具有确定的性能。

另外,减摩材料还应具备一般减摩材料都应具备的其它性能。

这些性能是:摩擦系数低,耐磨性高;最佳的体积强度和表面强度,从而把表面层的高强度与摩擦偶件的易磨合性结合起来;有足够的韧性,没有脆性断裂的可能性;疲劳强度高;有构成二次组织层的能力,以便提高摩擦材料表面的抗咬合性;有足够的导热率和最佳的热胀系数;材料中贮存着固体或其它润滑剂;制造中的经济效果和工艺性好。

1 自润滑材料的滑动摩擦特性和自润滑机理1)滑动摩擦特性:滑动摩擦特性的曲线图分为三个阶段,du/dn<0,表明随滑动摩擦的进行,摩擦系数降低,其实质是自润滑材料向摩擦表面供油的能力逐步提高,是自润滑开始工作阶段。

Du/d n→+0,表明随摩擦的进行,摩擦系数变化很小,自润滑进入稳态,是自润滑稳态工作阶段。

Du/dn→∞,表明随摩擦的进行,摩擦系数急剧升高,自润滑稳态工作状态被破坏,而材料丧失自润滑能力后,摩擦将变成干摩擦,是自润滑失稳向干摩擦过渡阶段。

2)固体滑动摩擦自润滑机理:指利用固体材料来减少构件之间接触表面的摩擦与磨损的润滑方式。

而自润滑材料是具有固体润滑的性能。

2 石墨的性能石墨具有以下优良的性能:1)柔软而容易滑动,也就是具有良好的润滑性。

因为不同碳层之间仅存在范德华力结合,所以石墨容易沿着与层平行的方向滑动开裂,具有良好的润滑性;2)是化学上非常稳定的物质,几乎不受所有有机溶剂、腐蚀性化学品的侵蚀,还具有不受很多熔融金属或玻璃浸润的特点。

在固体材料的形式下,也只有石墨及其混合物能适用于各种用途;3)无毒廉价。

石墨是非常稳定的物质,对生物细胞没有毒性,石墨不妨碍健康,因而便于在工业上使用;4)耐高温。

石墨的耐热性,在氧化环境气氛下于550℃左右开始旺盛。

然而,在还原气氛和真空中则被熔化,并具有到3400℃的耐热性,因而适用于作高温润滑、脱模剂以及耐火材料等;5)热和电的良导体;6)热膨胀系数非常小。

3 Ni-石墨固体自润滑材料1) 熔炼法制备的Ni-3.5%C合金具有较好的塑性变形能力,室温三点弯曲实验中均可压成近V字型而不发生脆性断裂,延伸率达到了工业用结构材料的要求。

经球化处理的合金塑性有所改善;2) Ni-3.5%C合金在850℃经反复热锻打变形后,可以轧制成薄板材料,压缩变形量达到75.8%。

变形后的薄板材料经退火处理后,沿纤维方向的抗拉强度有所提高,韧性则降低;3) 片状石墨在挤压变形过程中通过沿应力取向的转动、石墨内部断面间的相对滑动以及石墨片之间的相互桥接形成纤维状组织;球状石墨在受到挤压变形时,沿枝晶间的晶界发生了破裂,并随着金属基体的塑性流变及破断晶面间的相对滑动逐渐伸长。

4 碳纤维(C)增强Cu/Ti3SiC2自润滑复合材料1)导电、导热性能:无论何种分布方式,导电性能都随碳纤维含量的增加而下降;同体积分数的炭纤维,不同的炭纤维分布方式其导电率的规律为:长碳纤维单向分布,沿纤维方向电导率最高,垂直纤维方向导电率最低,二者相差数倍,碳纤维网状分布,平行纤维方向不及单向分布纵向电导率高,而垂直方向二者相等。

碳纤维涡卷状分布与单向复合材料横行排列类似,二者电导率相差不大,短碳纤维任意分布的复合材料,电导率较低,但各向同性性能在某些方面使其成为优选材料;2)摩擦、磨损性能:在磨损初期脱落的主要是铜基体,随着滑动距离的增加,碳纤维逐渐失去基体的支撑而粘附于基体和试环上,形成具有润滑作用的炭膜,摩擦由金属一金属磨损向碳一碳和金属一碳磨损过渡,由于碳纤维的加人,使材料具有自润滑性,因此,随着复合材料内碳纤维的体积含量的增加,磨损系数减小,磨损率也下降。

5 石墨对铜基自润滑材料室温摩擦模塑性能的影响1)石墨对室温力学和摩擦磨损性能的影响:复合材料的密度、硬度、强度及冲击韧性等物理机械性能均随着石墨含量的增加而降低。

与此同时,石墨颗粒可以改善复合材料的减摩性能,石墨含量越高,复合材料的摩擦系数和磨损体积损失越小。

但当石墨含量超过8%时,虽然摩擦系数进一步减小,但复合材料的磨损体积损失因强度过低反而增大。

因此,应当根据具体的工况条件确定复合材料中石墨颗粒的含量,以达到强度与润滑性能的组合平衡;2)石墨粒度对室温力学和摩擦磨损性能的影响:当石墨含量均为8%时,复合材料在室温下的密度、硬度、冲击韧性和压溃强度均随着石墨粒度的增大而提高,而磨损体积损失随着石墨颗粒度的增大而减小。

铜基石墨自润滑复合材料的强度主要取决于铜合金基体,当石墨含量一定时,石墨粒径越小,其颗粒数量越多,表面积越大,材料中的孔隙就越多,承受外力的有效横截面积减少,故材料的强度降低。

当石墨颗粒较大时,有利于铜合金基体形成连续的网络骨架,缺陷减少,故材料的整体强度、硬度和韧性得到提高。

复合材料中的石墨受摩擦挤压及热的作用不断向表面提供润滑介质,在相对滑动界面形成较为稳定的润滑膜,并靠本身的“自耗”来不断补充和提供固体润滑剂、修复被撕裂或划伤的润滑膜,从而起到减摩作用。

石墨颗粒越小,其在铜合金基体中的分布越均匀,越有利于向摩擦界面提供润滑介质并形成更完整的润滑膜,故减摩自润滑,效果更好、摩擦系数更低。

6 石墨对青铜基热喷涂自润滑涂层摩擦学性能的影响1)石墨的加入使青铜一石墨热喷涂自润滑涂层的硬度有所降低,但减小了涂层的摩擦因数。

适量的石墨使涂层的摩擦学性能有明显改善。

石墨含量为6%的涂层综合摩擦学性能最优;2)干摩擦条件下,涂层与GCr15钢对磨时的主要磨损机理为粘着磨损和犁削。

石墨含量较高时由于对涂层强度削弱较大,还会发生磨粒磨损;3)干摩擦条件下,不含石墨的青铜涂层在偶件表而形成较厚且疏松青铜粘着转移膜;含石墨的涂层在偶件表面形成的固体润滑膜有效地降低了摩擦因数,减小了涂层粘着磨损。

7 石墨在热喷涂耐磨材料中的自润滑影响1)石墨的引入可提高耐磨材料的耐磨性能;2)当石墨含量比较高时,加入的石墨使基材材料晶粒之间的结合强度下降,在较恶劣的情况下导致晶粒与基体脱落,产生大量的磨屑,并引起了严重的三体磨料磨损。

摩擦副界面未发生粘着磨损是由于石墨含量高,形成了致密的润滑保护膜,有效防止了摩擦副之间金属原子直接接触。

8石墨对铁基含油自润滑复合材料机械性能及摩擦性能的影响随着石墨含量的增加,材料的压溃强度和抗压强度下降,摩擦学性能明显改善,而硬度不发生变化。

这是因为Fe-Cu-石墨系自润滑复合材料的机械性能和减摩性能在相当大的程度上取决于其结构。

在摩擦过程中,由于摩擦表面石墨的优先滑移,在摩擦副接触表面之间形成固体润滑膜。

而石墨的吸油能力很强,材料浸油后,细微的游离石墨混入油中,形成高效能的胶体油石墨润滑剂。

另外,细微的石墨颗粒嵌入摩擦面的凹坑中,使油膜不易破裂。

因此油与石墨在摩擦面上形成的固液润滑相结合的润滑膜是摩擦学性能得以显著改善的根本原因。

但石墨含量过高也可能对铁的耐磨性有破坏作用。

小结我们了解到作为耐磨材料必须应该具有特殊的力学性能以及一定的加工性能力学性能,要求其具有较高的起始硬度和屈服强度,扩大其应用范围,并防止变形,因为较高硬度、足够韧性、良好耐磨性的组织,可在较大冲击、较高应力的磨料磨损工况条件下使用。

所以在原有基质的基础上加上石墨,改变基体的自润滑性、比模量、膨胀系数以及润滑性,提高材料的耐磨性、耐腐蚀性。

而且作为新型材料,越来越受到社会的重视,同时可应用于电子元件材料、集成电路散热板等方面。

参考文献:[1]刘益锋.碳纳米管/石墨的高分子修饰及其润滑性能研究.华中科技大学,2005,10(5):12-13.[2]丁华东.韩文政.李雅文等.自润滑材料滑动特性与自润滑机理.中国有色金属学报,1999,09(05):15.[3]杨慧敏.粉末冶金铝基固体自润滑材料的研究.中南大学,2002,22(07):12 .[4]朱定一.陈金栌.林登宜.Ni-石墨固体自润滑材料的塑性变形.福州大学学报,2006,05(03):06.[5]张文丽.梅炳初.朱教群.炭纤维增强Cu/Ti3SiC2自润滑复合材料的研究.武汉理工大学,2006,28(06):64-65.[6]尹延国.刘君武.郑治祥.刘玉春.刘焜.解挺.石墨对铜基自润滑材料高温摩擦模塑性能的影响.摩擦学学报,2005,05(3):32-34.[7]支龙.杨超.吴瑞林.王小.石墨对青铜基热喷涂自润滑涂层摩擦学性能的影响.材料保护,2004,07(03):37.。

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