【摘要】：機械密封具有良好的密封性能、可靠性高、壽命長等優(yōu)點,在航空液壓柱塞泵中得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前航空液壓柱塞泵要求能夠在高壓、高轉(zhuǎn)速、大溫差及高加速度等惡劣工況下,能長時間穩(wěn)定運行。所以液壓泵必須具備可靠的軸封來防止液壓介質(zhì)的泄漏。因此摩擦副材料的選擇成為了一個十分關(guān)鍵的問題。開展對磨副材料的摩擦學(xué)特性研究是具有重要理論價值及工程意義的。本文利用UMT-3試驗機,以浸漬石墨材料與氮化鋼(38CrMoAlA)配副為研究對象,用銷-盤式摩擦方式在多載荷的干磨工況及液壓油潤滑工況進行了摩擦磨損實驗。對磨損后的材料表面形貌進行了磨損機理的分析探究,揭示了不同材料間的性能差異的原因,并為石墨材料的優(yōu)化選擇提出了相關(guān)的建議。研究表明:浸金屬石墨的物理機械性能一般優(yōu)于浸樹脂的石墨材料。良好的組織結(jié)構(gòu)有助于增強材料的承載能力及表其耐磨性。相比較而言,浸樹脂石墨(K1)在對磨副上形成的轉(zhuǎn)移層較完整、光滑,起到了良好的潤滑效果,摩擦系數(shù)最低,但其轉(zhuǎn)移層的穩(wěn)定性一般,所以磨損率較高。浸漬金屬石墨(D1、P3)與石墨混合后形成的轉(zhuǎn)移層強度高,使其具有良好的耐磨性,所以它們的磨損率最低。純碳石墨(Z1)所形成的轉(zhuǎn)移層較厚且不穩(wěn)定,易被破壞而解附,所以其摩擦性能較差。載荷的適當增加能夠促進轉(zhuǎn)移潤滑層形成,減小摩擦系數(shù)。但過大的載荷會對石墨轉(zhuǎn)移層產(chǎn)生破壞,使其表面出現(xiàn)缺陷,加大了轉(zhuǎn)移層解附脫落的速度,從而使磨損率上升。持續(xù)滴油潤滑工況能保證摩擦面處于良好的流體潤滑狀態(tài),避免了微凸體與石墨銷表面直接接觸,摩擦副表現(xiàn)出良好的摩擦學(xué)特性。在浸油潤滑工況下,摩擦副處于乏油潤滑的狀態(tài),無法生成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)移潤滑層,其摩擦系數(shù)也是呈周期性的變化,石墨銷的磨損率較大。
【圖文】：

圖 1-1 發(fā)動機驅(qū)動泵（EDP）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及軸封的位置[1] 摩擦副材料的研究現(xiàn)狀.1 軟環(huán)材料石墨材料一直被認為是理想的摩擦材料，因其具有良好的自潤滑性、熱穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。傳統(tǒng)石墨材料在制造過程，基體和表面都會形成孔隙有許多未能消除的缺陷。多孔碳石墨可以通過浸漬金屬，樹脂，聚合物或無機高其機械強度和擴展其應(yīng)用。浸漬碳石墨材料會根據(jù)石墨坯料、浸漬劑、添加而具有不同的特性。比如浸樹脂石墨能夠提高材料的氣密性和機械強度，保留腐蝕的性能，但減弱了其耐高溫性，所以浸樹脂石墨適合做為腐蝕環(huán)境中的密封防止樹脂的熱解，其所處溫度應(yīng)小于 250℃；浸金屬石墨也能提高了材料的氣密及耐磨性，同時具有石墨的耐高溫性能，，但部分金屬不耐腐蝕，所以減弱了耐，所以浸金屬石墨可用于作高溫工況下的密封件材料[6-8]。.1.1 浸銻石墨

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)型）要的影響因素是基體材料的致密性以及浸漬銻的分布均過程中發(fā)現(xiàn)石墨基體孔隙中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的逾滲通道的完。添加高溫揮發(fā)性微粒、優(yōu)化燒結(jié)工藝有利于孔隙結(jié)構(gòu)電廠磨煤機常用的浸銻石墨密封環(huán)和浸樹脂石墨密封墨材料的機械性能，密封效果和使用壽命都優(yōu)于浸漬樹造成本較高[12]。人通過研究蒸汽旋轉(zhuǎn)接頭用浸銻石墨的摩擦磨損特性，會逐漸下降。密封環(huán)的不對中（圖 1-3 所示）會顯著影移層不連續(xù)，磨損顆粒很容易從密封界面逃離。另外由所以在蒸汽潤滑的條件下，石墨環(huán)的磨損率明顯大于干模擬機械密封的對磨副的摩擦磨損實驗發(fā)現(xiàn)在 SiC/C(，對 SiC 形成保護大大減小了其磨損量。但采用浸銻石b2O3，高附著力的石墨轉(zhuǎn)移膜會導(dǎo)致一個高粘滑現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V245.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 段彩紅;;38CrMoAl鋼經(jīng)不同工藝熱處理后的性能研究[J];四川冶金;2015年05期

2 周賢良;許武波;華小珍;周浪;崔霞;;滲氮時間對38CrMoAl鋼液相等離子體滲氮層組織及性能影響[J];材料熱處理學(xué)報;2014年08期

3 陳林;;改變鉻和鉬的含量對38CrMoAl鋼性能的影響[J];熱處理;2014年03期

4 吳召洪;陳建;附青山;宋亦蘭;朱曉飛;;酚醛樹脂浸漬石墨的熱穩(wěn)定性研究[J];彈性體;2014年01期

5 王飛;劉一波;陳廣志;;煤油泵用銅基軸尾密封材料及其摩擦學(xué)性能研究[J];粉末冶金技術(shù);2013年06期

6 朱振國;陳杰;徐紅軍;白朔;李汀;任勇;杜海峰;吳峻峰;;表面狀態(tài)對浸樹脂石墨復(fù)合材料密封性能的影響[J];炭素技術(shù);2013年02期

7 彭旭東;康玉茹;孟祥鎧;白少先;盛頌恩;;核主泵用流體靜壓型機械密封性能的影響因素研究[J];機械工程學(xué)報;2012年17期

8 胡亞非;劉頎;蔣文武;王啟立;;3種浸銻石墨材料的摩擦磨損性能實驗研究[J];煤炭學(xué)報;2011年02期

9 尹克里;陳廣志;陳真炎;田玉清;唐江;王連東;劉俊;;航空航天液壓泵軸封的動態(tài)與靜態(tài)密封故障研究[J];液壓氣動與密封;2008年06期

10 王志武;張彥文;張俊;王玉山;何淑芬;;氮化與未氮化38CrMoAlA鋼高溫水蒸汽氧化比較[J];武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2008年04期

本文編號：2630284