柔性石墨的开发和应用

本文介绍了国产柔性石墨的主要性能,并与日、美、法等国的同类产品作了比较。列举了使用国产柔性石墨作为新型密封材料的设备规格、工况条件、应用效果以及所取得的经济效益。     

石墨填料在压缩机上的应用

石油五厂两套生产润滑油的酮苯脱蜡装置,共有苏产AДК-40/73型氨压缩机9台(轴功率625千瓦,转数167转/分,行程550毫米,活塞杆直径100毫米,低压缸出口压力5公斤/厘米~2,高压缸出口压力14～16公斤/厘米~2)。该机是酮苯装置生产润滑油的关键设备,原设计活塞杆密封是采用铸铁六瓣组合填料,由于使用周期短,一般不到三个月就要更换,活塞杆也因严重磨损而更换频繁,而且铸铁填料需要人工研磨,增加维修时间,该机型的填料密封问题严重地影响着我厂润滑油的生产。     

柔性石墨垫料应用的探讨

本文简单介绍柔性石墨垫料的主要机械物理性能,着重介绍上海冶金系统一九八○年以来应用这一材料改装水泵填料密封的几种方法及提高水泵密封效果、降低功率消耗、延长使用寿命等方面的情况。     

柔性石墨在化工设备中作密封材料的应用

本文介绍了柔性石墨作为化工设备中静、动密封材料的应用情况,分析了柔性石墨可作为动密封材料的主要依据,並对如何应用该材料提出了看法。     

石墨对聚四氟乙烯镶嵌轴承摩擦学性能的影响

作者利用端面摩擦试验机考察了几种石墨与聚四氟乙烯复合固体润滑剂镶嵌锡青铜材料的摩擦磨损性能，发现石墨的添加不仅可以提高聚四氟乙烯镶嵌铀承的耐磨性，而且还可以降低和稳定摩擦系数。通过Ｘ射线衍射、Ｘ射线光电子能谱和电子探针等对摩擦表面转移膜的化学组成和主要元素含量的变化及表面形貌的分析观察，作者认为石墨的减摩作用是其促进聚四氟乙烯向摩擦表面转移并使之在轴承表面形成均匀覆盖的固体润滑剂转移膜，从而有效地     

不同填料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦磨损的影响

在恒定的负荷和不同的滑动速度下,添加各种填料的聚四氟乙烯复合材料栓对对钢盘进行了摩擦试验以测定其摩擦磨损性能和研究影响填料减磨机理的因素。实验表明,聚四氟乙烯基复合材料的摩擦性能一般与填料的种类无关。加入适当大小的纤维状及颗粒状填料比层状固体润滑剂及硬质微粒更有效。作者认为,填料的减磨作用在于它提供的承载能力,和它抑制了摩擦面上聚四氟乙烯本体的带状结构的大面积破坏。文章讨论了填料的材质、形状和尺寸大小对复合材料磨损的影响,并对填料的承载作用做了理论分析。     

聚四氟乙烯自润滑编织复合材料关节轴承的摆动摩擦磨损性能研究

介绍了所研制的重载摩擦磨损试验机的工作原理及其性能特点 ,在摆动频率 5 .3min- 1 和摆角± 30°条件下测试了聚四氟乙烯 (PTFE)编织复合材料关节轴承承载力及摩擦的时间效应 ,在 135 MPa承载力下测试了轴承的磨损和温升以及摩擦系数随连续摆动时间变化的关系 ,并通过扫描电子显微镜观察分析了轴承失效机理 .结果表明 :该关节轴承承载力可达到 135 MPa,摩擦系数小且稳定 ;在摆动过程中 PTFE不断被挤出 ,使轴承自润滑功能下降 ,从而导致编织基体材料发生磨损 .     

以石墨为静块的机械密封在我厂的应用

以石墨为静块的机械密封适宜于化工厂高温、高压、易燃,易爆、腐蚀性大的介质之泵上使用,我厂就有数百台泵均采用这种机械密封,其密封方式有四种: ①旋转式外装外流全平衡型单端面密封; ②旋转式外装外流部分平衡型单端面密封; ③旋转式非平衡型双端面密封; ④旋转式部分平衡型双端面密封。     

滑移爆轰密封的初步数值模拟

利用有限元方法,通过数值模拟得到爆炸密封铝、铜封管密封所需炸药药量;在此基础上,利用光滑粒子法对爆炸密封模型进行优化,分析炸药、保护外壳等形状等对封管密封性能的影响。基于对计算结果的分析,确定实验模型。实验回收结果和数值模拟结果符合较好,表明数值模拟结果对实验设计有指导作用。

     

浸渍金属碳石墨的性能和应用

本文介绍了东新电碳厂浸渍金属碳石墨材料的性能及应用,同时介绍了国外同类材料的概况。     

填充聚四氟乙烯在压缩机上的应用

在聚四氟乙烯中添加适当填料后制成的填充聚四氟乙烯,其机械性能既有所改善,其耐磨性又可提高500倍以上。本文叙述了根据工作条件不同,选用适当配方的填充聚四氟乙烯在压缩机上的应用情况。其结果表明与原来的相对比有着明显的效果。在无油润滑条件下,延长了活塞环等易损件的使用寿命,减少了压缩机主要零件的磨损,还提高了压缩气体的质量。     

Fe-Mo-石墨和Fe-Mo-Ni-石墨的高温摩擦磨损行为

采用粉末冶金技术制备了Fe-Mo-石墨材料(FM)和Fe-Mo-Ni-石墨材料(FMN),分析了其显微组织及组成,并研究了其在室温、320 ℃和450 ℃下的摩擦磨损性能.结果表明:FM 和FMN两种复合材料主要含有铁素体、珠光体、Fe₃Mo金属间化合物、Mo₂C、Fe₂MoC以及少量石墨,各相分布均匀.FMN较FM珠光体数量要少, Ni元素的加入在一定程度上抑制了珠光体的生成;室温条件下,富含石墨的摩擦层发挥了减摩作用,而在高温条件下,复合材料中的石墨与对偶表面生成的Fe氧化物Fe₂O₃+Fe₃O₄+FeO·Cr₂O₃对其减摩降磨至关重要.     

柔性箔片气膜密封实际表面状态下的声发射信号特征

柔性箔片气膜密封技术是1种先进的非接触式柱面气膜密封技术,可满足极端参数下高性能旋转机械的密封需求,然而该柱面密封结构不同表面状态运转下的信号特征规律较少研究.因此,本文中通过搭建密封试验台采集不同表面状态下的AE信号频率,进而利用AE波形图和傅里叶变换对其不同表面状态下AE特征规律进行分析与探讨,对比获得不同压力、转速以及膜厚变化时的AE频率特征,从而确定AE信号与气膜密封表面状态相关的幅频信息.结果分析表明：不同表面状态下,AE信号特征频率呈现中心幅频特征不同,且柔性箔片气膜密封结构的AE信号特征至少存在两种明显的中心频率变化,这是由柔性箔片气膜密封的楔形间隙结构变化导致;另外,当密封试验压差和转速变化时,AE频率特征发生了一定程度的变化,但AE中心频率分布基本不变;最后,由于AE高频信号会随着膜厚增加发生衰减,相同表面状态在不同膜厚下呈现出不同的AE频率特征.     

天然石墨的组成和结构研究

本工作是中国国产天然石墨应用系列研究之一,研究对象是不同牌号的商品石墨样品,利用X-射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)等手段对其组成和结构进行了详细的研究。XRD分析表明,天然石墨中含有石墨碳(一种类石墨),其它除六方石墨外,还有适量的菱方石墨。XRD分析还很好地解释了某些高碳石墨样品之DTA曲线的双峰现象——石墨样品中碳素组成和结构不同致使氧化峰值温度不同。分析测试发现,石墨碳的氧化峰值温度比石墨的高约100℃,而且氧化峰值温度是随粒度的增大而提高。本文还通过多个样品的结构测定,归纳出一般石墨样品针对不同分析目的和层次所需采用的XRD分析方法。     

石墨相形态对铜/石墨复合材料摩擦学性能和可靠性的影响

采用真空热压烧结工艺制备了石墨相形态为粉体(粒径约5 μm)、鳞片状(粒径445~636 μm)和近球形颗粒状(粒径200~300 μm)的铜/石墨复合材料,考察了以Al₂O₃陶瓷为摩擦副条件下石墨相形态对铜/石墨复合材料摩擦磨损性能及作用机制的影响,并探讨了材料在外载作用下的可靠性. 结果表明:石墨相形态不同时,石墨相和金属铜在材料中的分布方式也随之改变,进而影响到材料的摩擦学性能和力学性能. 在保持复合材料中石墨相含量不变的基础上,将石墨相形态从微米级粉体转变为各向异性的大块鳞片状石墨,再转变为各向同性较好的大尺寸近球形颗粒状石墨时,石墨相在材料中与金属铜形成的弱界面含量逐渐减小,金属铜的三维连续性变得更好. 材料在受到外载破坏时,从石墨相与铜基体界面萌生裂纹的扩展应力可被连续金属铜及时吸收钝化,使材料抵抗裂纹破坏的能力明显提高. 当石墨相为近球形颗粒状时,材料的抗弯强度、抗压强度、断裂韧性和冲击韧性分别高达155.4±3.6 MPa、353.5±24.7 MPa、5.3±0.6 MPa·m1/2和4.0±0.4 J/cm2. 此外,石墨相形态对材料的摩擦学性能也有重要影响,当石墨相以粉体形态存在时,石墨相与金属铜间形成的弱界面越多,铜基体的连续程度被石墨显著割裂,在摩擦力作用下割裂的铜颗粒易被剥离进入摩擦界面,与摩擦副形成“三体”磨损,导致材料的大量磨损. 当石墨相以鳞片状形态存在时,石墨相的聚集程度相对增加,使得金属铜的连续程度相对提高,可避免发生类似复合粉体形态石墨材料的磨损. 但是,鳞片状石墨呈大块片层状,形状各向异性,随着材料表面鳞片石墨的摩擦损耗,或者垂直于材料表面的鳞片石墨较多时,将造成摩擦副间摩擦系数较大的波动. 当石墨相为近球形颗粒状时,较为均匀的石墨相空间分布状态、三维连续结构的铜基体和润滑相/承载基体呈现的软/硬交替结构使得铜/石墨复合材料具有低且平稳的摩擦系数以及优异的减摩抗磨性能. 本文中以Al₂O₃栓为摩擦对偶时,复合材料的摩擦系数和磨损率分别低至0.13±0.02和5.4×10?6 mm3/(N·m).      

聚四氟乙烯和二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了聚四氟乙烯(PTFE)和MoS2填充聚酰亚胺(PI)复合材料在干摩擦下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能，并利用扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪分析了PI复合材料及其偶件磨损表面形貌和元素面分布．结果表明，PTFE和MoS2均可降低PI的摩擦系数，其中PI 30％MoS2复合材料的减摩性能最佳，其摩擦系数同纯PI的相比降低了约50％．除PI 10％PTFE 20％MoS2外，其它几种复合材料的抗磨性能均明显优于纯PI，其中PI 20％PTFE 10％MoS2复合材料的抗磨性能最佳，其磨损率比纯PI的低1个数量级．PI复合材料的摩擦磨损性能同其在偶件磨损表面形成的转移膜的性质密切相关，当转移膜厚度适当且分布较均匀时，PI复合材料的减摩抗磨性能良好．     

聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能与机理研究

为了开发地面机械触土部件用高聚物基复合材料，以９６．５％（ｗｔ）石英砂（粒度４５０－９００μｍ）和３．５％（ｗｔ）膨润土（粒度７６μｍ）作磨料，在ＪＭＭ型转盘式磨粒磨损试验机上对聚四氟乙烯和超高分子量聚乙稀的耐磨粒蘑损性能与淬火回火４５＃钢的进行了对比试验研究，并且通过磨损表面形貌的扫描电子显微镜观察，探讨了这两种高聚物材料的磨损机理，在相对滑动速度为１２３．６ｍ／ｍｉｎ、滑动距离为２５７０８．８ｍ、试样摩擦面与磨粒运动的切向呈３５°角、试样在磨料中的埋入深度为４０ｍｍ的试验条件下，用重量损失和体积损失计量时，尽管超高分子量聚乙烯的耐磨性分别是聚四氟乙烯的８．４２倍和３．７６倍，但与淬火回火４５＃钢相比，其以重量损失计量时的耐磨性是后者的４．０４倍，而以体积损失计量时的耐磨性却不及４５＃钢的５０％，这说明要将超高分子量聚乙烯用于制造地面机械的触土部件，还应设法改善它的耐磨性能。研究表明，导致聚四氟乙烯磨损的重要机制是犁切，导致超高分子量聚乙烯磨损的重要机制是疲劳磨损。     

γ射线辐照聚四氟乙烯复合材料的结构和摩擦磨损性能研究

通过γ射线辐照聚苯酯改性聚四氟乙烯(PTFE/POB)复合材料,利用红外光谱、X射线衍射、DSC等对辐照前后材料的化学组成、结晶结构等进行了表征,并与γ射线辐照纯PTFE材料作对比,考察了热稳定性能、拉伸性能和摩擦磨损性能. 结果表明:γ射线辐照并未造成PTFE/POB 材料的化学组成和热稳定性能的明显变化,但使得PTFE分子量降低,结晶度增大;相比纯的PTFE材料,POB的加入一定程度上提高了PTFE的抗辐照能力,延缓了PTFE分子量下降程度和再结晶化能力. 辐照对PTFE/POB材料的耐磨性能影响并不显著,但摩擦系数均有不同程度的降低,且随着辐照剂量的增大,呈现先增大后减小的变化趋势,这与辐照后PTFE的分子量、结晶度及带晶尺寸变化,以及POB自身的抗辐照能力等密切相关.      

滚动轴承的磁性流体润滑和密封研究

选择蒸发极低、粘度适中、润滑性能优良的磁性流体代替润滑脂用于滚动轴承润滑,利用磁性流体转动密封的零泄漏和极低磨损微粒排放,以径向磁体和磁性流体的组合转动密封代替滚动轴承的橡胶密封,实现了滚动轴承的磁性流体润滑和密封,并考察了滚动轴承的磁性流体润滑和密封性能.结果表明,所研制的滚动轴承的润滑剂散失和磨损微粒排放小,适用于高度洁净的特殊环境,应用前景广阔.     

聚四氟乙烯活塞环代替金属活塞环在300公斤空气锤上的应用

作者在300公斤空气锤上使用聚四氟乙烯活塞环代替金属活塞环的改造获得了成功。文中对设备改造前后的使用情况作了对比,并介绍了聚四氟乙烯环的配合尺寸及设备使用经验。