無潤(rùn)滑軸承的軸瓦材料
2021-09-28
無潤(rùn)滑軸承的軸瓦材料
無潤(rùn)滑軸承軸瓦材料主要有聚合物、碳石墨和特種陶瓷三大類。
1.聚合物 聚合物又稱塑料,作為機(jī)械工程材料使用的塑料稱為工程塑料。它是以合成樹脂為主要成分,還含有各種增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、防靜電劑、阻燃劑、固化劑、增強(qiáng)料和填充料的有機(jī)高分子材料。
聚合物的種類很多,按其特性分為熱塑性和熱固性兩大類。
熱塑性聚合物常用的主要有:聚酰胺、聚縮醛、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚胺酯等。它們是具有線形或支鏈形結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子化合物,可以反復(fù)受熱軟化和冷卻變硬。熱塑性塑料可用注塑、擠塑、吹塑、壓延等工藝方法成型。
熱固性聚合物常用的主要有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。它們?cè)诩庸み^程中加入催化劑或固化劑使之固化,一旦固化完成,它就成為永遠(yuǎn)不可熔融的固體材料。熱固性聚合物可用壓塑、層壓、澆鑄等方法成型。
常用塑料制作軸承、導(dǎo)軌、活塞環(huán)等摩擦副零件,例如水泵軸承,軋鋼機(jī)軸承,船尾軸承等,特別是可以用塑料制作無潤(rùn)滑軸承。將聚四氟乙稀片材沖壓成唇型密封圈、軸瓦、活塞環(huán)和墊片等,成功地應(yīng)用于帶式輸送機(jī)、打字機(jī)、縫紉機(jī)、電唱機(jī)唱盤、水泵、紡織機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械等設(shè)備上。
聚合物具有質(zhì)輕、絕緣、減摩、耐磨、自潤(rùn)滑、耐腐蝕、成型工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。和金屬材料比較,它們的摩擦學(xué)性能對(duì)環(huán)境溫度和濕度敏感、與粘彈性有關(guān)的特性顯著、機(jī)械強(qiáng)度底、彈性模量小,對(duì)潤(rùn)滑油的吸附性差。
2.碳石墨材料 石墨是由碳元素組成的一類非金屬材料。它是碳元素3種異構(gòu)體中的一種,屬六方晶系,各層面由六角形環(huán)構(gòu)成,層面與層面平行,呈有序的重疊晶體結(jié)構(gòu)。
石墨按來源分為天然石墨和人造石墨兩種。人造石墨是由碳質(zhì)材料經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理而成。
碳石墨一般導(dǎo)電性好、耐熱、耐磨、有自潤(rùn)滑性、高溫穩(wěn)定性好,耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng),熱導(dǎo)率比聚合物高,線脹系數(shù)小。在大氣和室溫條件下與鍍鉻表面的摩擦因數(shù)和磨損率都很低。但在濕度很低時(shí)會(huì)喪失潤(rùn)滑性。涂覆耐磨涂層能提高碳石墨的耐磨性。
石墨不但可作固體潤(rùn)滑劑,可加入樹脂、金屬、陶瓷等材料中,增加這些材料的減摩性,還可直接作為摩擦副材料使用,如制作造紙、木材加工、紡織、食品等忌油場(chǎng)所的軸承,高溫滑動(dòng)軸承,密封圈,活塞環(huán),刮片等。
機(jī)械工程用碳石墨材料的“類”代表符號(hào)為M,有4個(gè)系列:碳石墨材料、電化石墨材料、樹脂碳復(fù)合材料和金屬石墨材料。
3.陶瓷材料
陶瓷是以無機(jī)非金屬天然礦物或人造化合物為原料,經(jīng)粉碎、成形和高溫?zé)Y(jié)而成的,由無數(shù)無機(jī)非金屬小晶體和玻璃相組成的非金屬材料。以無機(jī)非金屬天然礦物,如粘土、長(zhǎng)石、石英等為原料制成的是傳統(tǒng)陶瓷;以人造化合物為原材料制成的是特種陶瓷。機(jī)械工程采用的陶瓷一般是以氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼等人造化合物為原料制作的特種陶瓷。
陶瓷的性能在很大程度上決定于它們的顯微結(jié)構(gòu),包括晶粒尺寸和分布,玻璃相的成分和含量,雜質(zhì)的性質(zhì)、含量和分布。而顯微結(jié)構(gòu)又由原料、組成和制造工藝所決定。陶瓷的共同特性是硬度和抗壓強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨、抗氧化、耐腐蝕性好、質(zhì)脆、不耐沖擊和無延展性。
陶瓷是一種較新的無潤(rùn)滑軸承的軸瓦材料,特別是SiC和Si3N4,它們的強(qiáng)度、耐熱性和耐蝕性都很好,摩擦學(xué)性能也很好。