第十五届全国表面工程大会

本文研究了两种自配合硅化石墨材料，即22C-64SiC-14Si和42C-44SiC-14Si在核主泵水润滑推力轴承应用中的高温高压水润滑摩擦学性能。采用高温高压水润滑摩擦试验机，在50℃（1.5 MPa）水环境中，测试了载荷500-1200N、转速100-6000rpm（对应pv值0.4-68.8 MPa·m/s）条件下的摩擦系数和磨损行为。研究发现：当pv值低于4.8 MPa·m/s时，边界润滑主导，表现为SiC和Si磨粒磨损与石墨固体润滑协同作用；高于该阈值时，混合润滑下SiC表面通过摩擦化学反应生成SiO₂层，导致摩擦化学磨损。石墨含量较高的42C-44SiC-14Si在边界润滑下因石墨润滑优势表现出更低的磨损深度，而混合润滑下两种材料磨损深度相近，因摩擦化学磨损主导。推荐采用石墨与SiC体积比接近1:1且残余Si含量低（约10%）的硅化石墨材料，以平衡边界润滑的固体润滑性能和混合润滑的摩擦化学稳定性，从而提升推力轴承的摩擦学性能。该研究为核主泵水润滑推力轴承材料设计提供了关键数据支撑，揭示了材料组分比例对高pv因子工况下润滑机制与磨损行为的调控作用。

硅化石墨，,高温高压水,pv值,润滑状态,磨损机制