Kesan kandungan grafit dan pengedaran pada prestasi pelincir diri plat gangsa grafit

Plat gangsa grafit digunakan secara meluas dalam pelbagai aplikasi perindustrian yang memerlukan geseran yang rendah, rintangan haus, dan operasi yang boleh dipercayai di bawah beban berat atau persekitaran yang keras. Kombinasi unik kekuatan aloi gangsa dan sifat pelinciran pepejal grafit menjadikan mereka sesuai untuk galas, bushings, dan komponen gelongsor di mana pelinciran luaran sukar atau tidak diingini.

Di tengah-tengah fungsi mereka adalah kandungan grafit dan pengedarannya dalam matriks gangsa, yang secara kritikal mempengaruhi prestasi lubricating diri, ciri-ciri haus, dan integriti mekanikal bahan komposit.

Peranan grafit dalam plat gangsa: asas-asas pelapis diri
Grafit bertindak sebagai pelincir pepejal kerana struktur kristal berlapisnya, di mana daya lemah van der Waals di antara lapisan membolehkan ricih mudah di bawah gerakan gelongsor, mengurangkan geseran dengan ketara. Dalam matriks gangsa, kemasukan grafit memberikan pelinciran berterusan di antara muka gelongsor tanpa memerlukan minyak atau gris, yang membawa kepada penyelenggaraan yang lebih rendah dan hayat perkhidmatan yang lebih lama.

Keberkesanan pelinciran diri ini sangat bergantung pada:
Kandungan grafit (peratusan mengikut jumlah atau berat badan)
Saiz dan bentuk zarah grafit
Keseragaman penyebaran grafit sepanjang matriks gangsa

Pengaruh kandungan grafit pada prestasi pelincir
a. Kandungan grafit rendah (<5%)
Pada tahap grafit yang rendah, pelinciran adalah terhad kerana zarah grafit jarang dan mungkin tidak membentuk filem pelincir berterusan di permukaan gelongsor.
Pengurangan geseran adalah marginal, dan rintangan haus mungkin menderita akibat kehadiran pelincir pepejal yang tidak mencukupi.
Matriks gangsa menguasai sifat mekanikal, mengekalkan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi tetapi mengorbankan pelinciran.

b. Kandungan grafit sederhana (5-15%)
Julat ini sering mewakili komposisi seimbang di mana grafit cukup untuk membentuk filem pelincir yang stabil di permukaan semasa operasi.
Koefisien geseran berkurangan dengan ketara, dan kadar haus bertambah baik disebabkan pemindahan grafit berterusan ke permukaan mengawan.
Kekuatan mekanikal dan ketangguhan masih boleh diterima untuk kebanyakan aplikasi galas dan gelongsor.
Banyak komersial plat gangsa grafit dirumuskan dalam julat ini.

c. Kandungan Grafit Tinggi (> 15%)
Grafit yang berlebihan membawa kepada pelinciran yang banyak tetapi menjejaskan integriti mekanikal dan kapasiti beban beban.
Matriks gangsa melemahkan sebagai zarah grafit bertindak seperti kecacatan atau lompang, mengurangkan kekuatan, rintangan keletihan, dan memakai kehidupan di bawah beban berat.
Kandungan grafit yang tinggi hanya digunakan apabila pelinciran adalah kritikal, dan tegasan mekanikal adalah sederhana.

Kesan pengagihan grafit dan ciri zarah
a. Pengagihan seragam
Penyebaran grafit homogen memastikan pelinciran diri yang konsisten merentasi seluruh permukaan galas.
Menghindari hotspot pakai dan geseran setempat yang berlaku jika kluster grafit atau bentuk aglomerat.
Membawa kepada tingkah laku geseran yang boleh diramal dan stabil dan kehidupan komponen yang lebih lama.

b. Pengedaran tidak seragam atau berkumpul
Agglomerat grafit atau penyebaran tidak sekata menyebabkan titik lemah dalam matriks gangsa.
Menghasilkan kegagalan mekanikal pramatang atau keletihan permukaan.
Boleh menyebabkan prestasi pelinciran yang tidak konsisten, dengan beberapa kawasan yang mengalami geseran yang tinggi dan yang lain terlalu dilincirkan.

c. Saiz dan bentuk zarah
Zarah grafit yang baik dan baik memberikan liputan permukaan yang lebih baik dan filem pelinciran yang lebih lancar.
Zarah grafit yang lebih besar meningkatkan pelinciran tetapi dapat mengurangkan perpaduan matriks.
Bentuk grafit sfera atau serpihan mempengaruhi kemudahan ricih dan pemindahan ke antara muka gelongsor.

Mekanisme Pelinciran: Pembentukan Filem Pemindahan Grafit
Semasa gelongsor, zarah grafit berhampiran ricih permukaan sentuhan dan membentuk filem pemindahan nipis di permukaan mengawan. Filem ini mengurangkan sentuhan logam ke logam langsung, sehingga menurunkan geseran dan memakai. Ketebalan, kesinambungan, dan kestabilan filem pemindahan ini bergantung kepada kandungan dan pengedaran grafit:
Tahap grafit yang mencukupi memastikan filem pemindahan menambah secara berterusan di bawah keadaan haus.
Penyebaran grafit seragam mengekalkan pembentukan filem yang konsisten di kawasan gelongsor.
Grafit yang tidak mencukupi atau tidak sekata membawa kepada filem pemindahan nipis atau patah, mengurangkan keberkesanan pelinciran.

Perdagangan antara pelinciran dan sifat mekanikal
Mengoptimumkan kandungan dan pengedaran grafit adalah tindakan mengimbangi:
Meningkatkan grafit meningkatkan pelinciran tetapi melemahkan kekuatan mekanikal dan rintangan memakai di bawah beban tinggi.
Memastikan pengedaran seragam meminimumkan kemerosotan mekanikal dan meningkatkan prestasi keseluruhan.
Pengilang menyesuaikan formulasi plat gangsa grafit berdasarkan tuntutan aplikasi tertentu, mengimbangi beban, kelajuan, suhu, dan keperluan pelinciran.

Pertimbangan pembuatan untuk penyebaran grafit yang optimum
Serbuk Metalurgi: Kebanyakan plat gangsa grafit dihasilkan oleh metalurgi serbuk, yang membolehkan kawalan tepat ke atas kuantiti grafit dan pengedaran dengan mengadun serbuk sebelum sintering.
Pemutus dan Pemesinan: Kaedah alternatif mungkin berjuang untuk mencapai penyebaran grafit seragam, yang membawa kepada sifat -sifat yang dikompromi.
Kawalan Kualiti: Teknik seperti mikroskopi, difraksi sinar-X, dan ujian kekerasan digunakan untuk menilai penyebaran grafit dan mengoptimumkan parameter proses.

Kandungan grafit dan pengedarannya dalam matriks gangsa adalah faktor yang paling kritikal yang mengawal prestasi lubricating diri plat gangsa grafit. Kandungan grafit sederhana (5-15%) dengan penyebaran zarah seragam menyampaikan pelinciran optimum sambil mengekalkan kekuatan mekanikal dan ketahanan. Teknik pembuatan yang betul Memastikan keseimbangan ini, membolehkan plat gangsa grafit untuk memenuhi aplikasi perindustrian yang menuntut di mana operasi bebas penyelenggaraan, rendah geseran adalah penting.