炭素石墨轴承是指以碳-石墨材料(习惯称炭石墨)制成的轴承,强调其碳质材料本质,属于炭素制品应用的重要分支。这一术语常用于区分金属材料轴承,突出石墨轴承非金属的独特属性。
炭素石墨轴承的材料组成以无定形碳(炭)和石墨结晶为主。天然炭素材料经过粉碎、筛分、与粘结剂混捏、成型、焙烧等工序制成。焙烧温度800-1250℃,制成炭-石墨毛坯,密度1.5-1.7g/cm³。经石墨化高温处理(2300-3000℃)后可转化为电化石墨。
炭素石墨轴承的性能特点鲜明。优点:原料来源广泛,成本低廉;自润滑性良好,摩擦系数0.1-0.25;化学稳定性好,耐酸碱。局限:机械强度相对较低,抗压强度50-70MPa;气孔率高,未浸渍体易吸附液体。
在实际应用中,炭素石墨轴承适用边界条件:工作温度-40℃至350℃,短期可达400℃;适用PV值≤1.5MPa·m/s(未浸渍);滑动速度<5m/s。典型应用包括:水下设备轴承、食品输送机械、通风设备。
炭素石墨轴承的发展历程可追溯至19世纪末,是最早使用的固体自润滑材料之一。随着浸渍复合技术的发展,纯炭素轴承逐渐在高端领域被浸渍金属石墨轴承取代。