Than chì carbon tự bôi trơn không cần mỡ; kín hợp kim kim loại cần bôi trơn ngoài. Bài viết so sánh hệ số ma sát, tuổi thọ mài mòn, chịu nhiệt, chống ăn mòn và chi phí bảo trì để hướng dẫn chọn vật liệu bơm và máy nén.
Hợp kim kim loại (đồng thanh, babbitt, Stellite) lâu nay là vật liệu vòng bi/kín cho bơm và máy nén, nhưng phụ thuộc bôi trơn ngoài; khi màng dầu vỡ ở nhiệt độ cao sẽ mài dính và kẹt. Cấu trúc lớp của than chì carbon cho phép tự bôi trơn, chạy ổn định ngay khi ma sát khô, cùng tính trơ hóa học chống ăn mòn. Bài so sánh định lượng phạm vi áp dụng qua 8 thông số.
| Thông số | Kín Than chì Carbon | Kín Hợp kim Kim loại |
|---|---|---|
| Tự bôi trơn (không mỡ) | ✓ | ✗ |
| Hệ số ma sát khô | 0.04–0.08 | 0.20–0.40 |
| Nhiệt độ tối đa (không bôi trơn) | 500°C | 150°C |
| Chịu ăn mòn axit/kiềm (pH 0–14) | ✓ | ✗ |
| Mài trục | 极低(保护轴) | 高(需淬火轴) |
| Tuổi thọ tương đối (khô/bán khô) | ×3–6 | ×1.0 |
| Chịu va đập / tải trọng | ◐ (中) | ✓ (高) |
| Yêu cầu bảo trì | 免维护 | 定期补脂/换油 |
Trong điều kiện ma sát khô, bán khô, nhiệt độ cao hoặc ăn mòn (lò nung nóng, bơm muối nóng chảy, bồn phản ứng hóa chất, máy thực phẩm, bơm nước biển), kín than chì carbon có tuổi thọ gấp 3–6 lần hợp kim kim loại, không cần bảo trì và bảo vệ cổ trục khỏi mài mòn. Chỉ trong ứng dụng va đập cao, tải nặng và có bôi trơn liên tục (bạc xi lanh thủy lực, vòng bi trượt tốc độ thấp tải nặng), hợp kim kim loại vẫn không thể thay thế nhờ khả năng chịu tải và va đập.
Than chì carbon có cấu trúc tinh thể lục giác lớp, liên kết giữa lớp yếu (lực van der Waals). Dưới lực cắt các lớp dễ trượt và chuyển thành màng bôi trơn, cho hệ số ma sát khô chỉ 0.04–0.08 mà không cần mỡ.
Trong ứng dụng va đập cao, tải nặng, tốc độ thấp và có bôi trơn liên tục (bạc xi lanh thủy lực, vòng bi máy cán). Hợp kim kim loại chịu va đập và tải cao hơn; than chì có thể nứt vỡ dưới va đập nặng.
Không — nó bảo vệ trục. Than chì mềm hơn trục kim loại nên mài mòn ưu tiên xảy ra ở than chì (chi tiết mài hy sinh), cổ trục gần như không mòn. Chỉ cần thay vòng than chì để phục hồi độ chính xác.
Trong ma sát khô hoặc bán khô, than chì carbon thường có tuổi thọ gấp 3–6 lần hợp kim kim loại, vì hợp kim kim loại bị mài dính và kẹt khi thiếu dầu, trong khi than chì carbon giữ tự bôi trơn ổn định.