机械密封具有良好的密封性能、可靠性高、寿命长等优点,在航空液压柱塞泵中得到了较为广泛的应用。目前航空液压柱塞泵要求能够在高压、高转速、大温差及高加速度等恶劣工况下,能长时间稳定运行。所以液压泵必须具备可靠的轴封来防止液压介质的泄漏。因此摩擦副材料的选择成为了一个十分关键的问题。开展对磨副材料的摩擦学特性研究是具有重要理论价值及工程意义的。本文利用UMT-3试验机,以浸渍石墨材料与氮化钢(38CrMoAlA)配副为研究对象,用销-盘式摩擦方式在多载荷的干磨工况及液压油润滑工况进行了摩擦磨损实验。对磨损后的材料表面形貌进行了磨损机理的分析探究,揭示了不同材料间的性能差异的原因,并为石墨材料的优化选择提出了相关的建议。研究表明:浸金属石墨的物理机械性能一般优于浸树脂的石墨材料。良好的组织结构有助于增强材料的承载能力及表其耐磨性。相比较而言,浸树脂石墨(K1)在对磨副上形成的转移层较完整、光滑,起到了良好的润滑效果,摩擦系数最低,但其转移层的稳定性一般,所以磨损率较高。浸渍金属石墨(D1、P3)与石墨混合后形成的转移层强度高,使其具有良好的耐磨性,所以它们的磨损率最低。纯碳石墨(Z1)所形成的转移层较厚且不稳定,易被破坏而解附,所以其摩擦性能较差。载荷的适当增加能够促进转移润滑层形成,减小摩擦系数。但过大的载荷会对石墨转移层产生破坏,使其表面出现缺陷,加大了转移层解附脱落的速度,从而使磨损率上升。持续滴油润滑工况能保证摩擦面处于良好的流体润滑状态,避免了微凸体与石墨销表面直接接触,摩擦副表现出良好的摩擦学特性。在浸油润滑工况下,摩擦副处于乏油润滑的状态,无法生成稳定的转移润滑层,其摩擦系数也是呈周期性的变化,石墨销的磨损率较大。