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石墨在旋转接头摩擦副材料中的应用及特性

 

摩擦副材料对旋转接头机械密封性能的影响很大，正确选择是保证机械密封正常工作的关键，选择时一般应考虑材料的耐磨性能，耐腐蚀性.耐热性.导热性.自润滑性和可加工性能。并希望膨胀系数尽可能小，以便减小摩擦副材料的热变形。常用摩擦副材料特性及适用范围如下。

纯石墨

 

  它有优良的耐腐蚀性，很高的化学稳定性，在空气中400℃以下。除强氧化性介质，如王水.铬酸.浓硫酸，可耐其它酸碱盐类及一切有机化合物的腐蚀。有及好的自润滑性，低的摩擦系数，高的导热率，良好的热稳定性。耐热.耐寒.耐热冲击好。因此是用量较大，使用范围广的材料之一。但它抗拉强度低，无延展性，硬度低。

 

硬质合金

 

它有极高的硬度和强度，良好的耐磨性及颗粒冲刷性。适用重载荷或在颗粒.固体及结晶介质的场合，能耐一般温度下的硫酸和氢氟酸，以及沸点下的苛性钠等腐蚀，不耐盐酸和硝酸。冲击韧度低而脆性较高，加工困难。

 

表面堆焊硬质合金

 

  在金属表面堆焊硬质合金，可以有效的改善耐磨性能和耐腐蚀性能。目前广泛采用焊69A铬基焊条。堆焊硬质合金环的制造工艺比较复杂，易产生气孔.夹渣，表面硬度不均等缺陷，有时出现龟裂，实际使用不理想。

 

炭化硅陶瓷

 

  新型材料，摩擦系数低硬度高，耐磨性好，适用于全颗粒的介质。

 

而石墨是旋转接头摩擦副中应用最广的材料，石墨材料由各种碳素原料的粉末制成，与其他非金属材料相比较石墨具有优良的耐腐蚀性能，它除了耐强氧化性介质外，还能耐任何浓度的酸、碱、盐类溶液及一切有机化合物的腐蚀。石墨材料具有特别好的自润滑性能，摩擦系数相当小。当石墨与金属对磨时，其摩擦系数为0.04~0.05，可见磨损率不大。

石墨具有很高的导热系数，在3000℃以下具有还原性，在中性介质中其稳定性很高。

石墨具有特殊的层状晶体结构，因而各层碳原子之间的结合力明星小于同一层内原结合力。旋转接头石墨晶体中结合力的不同，使晶体层平行和垂直方向性能产生了差异。