机(ji)械密封在工业生(sheng)产制造(zao)的应用中可谓是无(wu)处不在,涉及到石油化(hua)工、化(hua)纤、化(hua)肥、原子能(neng)、宇航(hang)和机(ji)械制造(zao)等多(duo)个领域(yu),而随着现(xian)代(dai)科学技术(shu)的迅速发展,设备使用工况越来越复杂,也(ye)对机(ji)械密封提出(chu)了更高的要求。
当(dang)用于流体密(mi)封(feng)(feng)时,流体介质(zhi)中的化学物质(zhi)会对密(mi)封(feng)(feng)件进行(xing)冲刷、侵(qin)蚀,致使其功(gong)能(neng)下降以致失(shi)效(xiao),而机械密(mi)封(feng)(feng)的泄漏中,80%~95%是由于密封端面引起的,为此,机械密封副材料的选取至关重要。
机械密封用密封环
大多数(shu)机(ji)械(xie)密(mi)封的(de)(de)硬(ying)环材料(liao)通常(chang)采(cai)用的(de)(de)是(shi)硬(ying)质合金、不(bu)锈钢、钛合金、陶瓷(ci)等(deng),为了保(bao)证机(ji)械(xie)密(mi)封装置中的(de)(de)密(mi)封环正(zheng)常(chang)运转,从减磨、耐腐蚀和防止咬合等(deng)方面(mian)考(kao)虑,密(mi)封环常(chang)常(chang)配置成(cheng)一对硬(ying)度不(bu)同的(de)(de)硬(ying)环和软环(动(dong)环与静环),对硬(ying)环材料(liao)的(de)(de)性能有如下(xia)要(yao)求:
1) 足够的强度(du)和刚度(du)。在工况(kuang)下(如压力、温度和滑动速度等)不损环,变形应尽量小,工况条件波动时仍能保持密封性。
2) 良好的摩擦学(xue)性能。运行时(shi),密(mi)封环(huan)(huan)端面间始终处于接触并旋转状态,因此要求(qiu)密(mi)封环(huan)(huan)材料具有良好的耐磨(mo)性(xing),并保(bao)持(chi)与(yu)流体接触的良好的边(bian)界润滑性(xing)能,以保(bao)证(zheng)工况下有满意的使用(yong)寿(shou)命。
3) 良好的导热(re)性(xing)(xing)、耐(nai)热(re)性(xing)(xing)和耐(nai)热(re)冲击(ji)能力。工(gong)作(zuo)时(shi),密封(feng)环通常处于较高(gao)的(de)工(gong)作(zuo)温度中(zhong),还会出现温度的(de)急剧变(bian)化(hua),要求材料有较高(gao)的(de)导热系数和较小的(de)线膨(peng)胀系数,承(cheng)受热冲击(ji)时(shi)不(bu)开裂。
4) 良好的耐腐蚀性(xing)。耐腐(fu)蚀性好的(de)密封环可抵制流(liu)体的(de)腐(fu)蚀和腐(fu)蚀磨(mo)损,使其工作寿命长。
除了以上性能外,硬(ying)环还应具(ju)有良好(hao)的成形和加工性能、小密度和低(di)渗透性及良好(hao)的自(zi)润滑性。任何一(yi)种材料都(dou)难以完全满足(zu)上述全部要(yao)求(qiu),通常根据使(shi)用环境,提(ti)出密(mi)封材料的(de)主要(yao)性能要(yao)求(qiu),依此选择合适的(de)材料。
目(mu)前,工业(ye)生产所用的机械密封端面材料中有近一半(ban)采用碳化(hua)硅,根据制(zhi)造方法的不同(tong),有以下(xia)几种:常压烧(shao)结(jie)碳化硅(gui)、反应烧(shao)结(jie)碳化硅(gui)、热压烧(shao)结(jie)碳化硅(gui)、化(hua)学(xue)气(qi)相反应碳(tan)化(hua)硅(gui)和(he)化(hua)学(xue)气(qi)相沉(chen)积碳(tan)化(hua)硅(gui)等。作为机械密(mi)封材料,前3种使用最为普遍。
为了(le)(le)更深入了(le)(le)解碳(tan)化硅密(mi)(mi)封环的(de)生产制造及应用,小编近期实地拜访(fang)了(le)(le)一家在(zai)碳(tan)化硅密(mi)(mi)封环领(ling)域(yu)经营了(le)(le)十年的(de)低(di)调有(you)实力的(de)企业:河南雅(ya)利(li)安新材料有(you)限公司,成立于2010年,从汽车行业跨界融合,专注于反应烧结碳化硅、无压烧结碳化硅及其衍生制品的生产制造,主要生产密封环、轴套、防弹装甲、喷嘴及耐磨件为主的四大应用领域产品。
碳化硅密封材料(liao)在制(zhi)备(bei)过程中,最重(zhong)要的(de)环节就是烧结(jie),雅(ya)利安(an)一开始做反应烧结(jie)的(de)常规件,后来逐渐优化设备(bei)条件,不断(duan)引(yin)入(ru)和(he)改进新(xin)工艺(yi),提高产品性能,目前(qian)公(gong)司拥(yong)有(you)国(guo)内领先的(de)无(wu)压烧结碳化(hua)硅、反应烧结碳化(hua)硅水基喷雾造粒、全自动压制(zhi)成型等先进生产工艺。并(bing)且(qie)为了(le)更好地满足客户要求,还投入大(da)量资金自(zi)主研发了(le)高温真空烧结炉,应用于碳化硅、氮化硅及(ji)粉末冶金等行业(ye)的(de)生产。
碳化硅轴套、防(fang)弹装甲(jia)
真空无压烧(shao)结炉
小编了(le)解到(dao)(dao),无压烧(shao)(shao)结和反应(ying)(ying)烧(shao)(shao)结由于其烧(shao)(shao)制过程不(bu)同,会(hui)影(ying)响其产品性能,反应(ying)(ying)烧(shao)(shao)结是在较(jiao)低的温度下(xia),使游离硅渗透到(dao)(dao)碳化硅中,而(er)无压烧(shao)(shao)结是在2100℃下,自然收缩而成的碳化硅制品,主要影响的是产品的体积密度、硬度、抗压强度、耐酸碱性与耐温性等。一般无压烧结碳化硅表面更光滑、密度与强度更高,在更高端要求下有一定的应用优势,而反应烧结碳化硅具有成本优势,在性能上也能满足大部分需求。至于热压烧结,其产品致密性最高,可用于极端环境的应用需求,但在结构件的复杂性和加工性上有一定限制。
总而(er)言(yan)之,无论哪种烧结工(gong)艺(yi)制程(cheng)的碳化硅陶瓷都(dou)具(ju)有(you)相当优越(yue)的性能(neng),产品的选择还(hai)是(shi)要依据(ju)具(ju)体(ti)的使用(yong)情况(kuang)。
三种工艺烧结(jie)的碳(tan)化(hua)硅的力学性能对比
机械密封(feng)是工业(ye)发(fa)展不可(ke)或缺的(de)(de)一道防护,而(er)(er)碳(tan)化(hua)硅(gui)密封(feng)环(huan)则在(zai)其中扛起(qi)了(le)半壁江(jiang)山,雅利安(an)在(zai)这(zhei)(zhei)个(ge)领域(yu)沉(chen)淀的(de)(de)十年,也见证(zheng)了(le)我国从(cong)传统工业(ye)向新(xin)(xin)工业(ye)新(xin)(xin)领域(yu)的(de)(de)转型发(fa)展,特种陶瓷材料的(de)(de)潜(qian)力仍(reng)在(zai)不断挖掘,而(er)(er)雅利安(an)也正走在(zai)开拓新(xin)(xin)领域(yu)市场的(de)(de)道路(lu)上,我们可(ke)以期待这(zhei)(zhei)家在(zai)碳(tan)化(hua)硅(gui)领域(yu)走得专(zhuan)注踏实的(de)(de)企(qi)业(ye)能够(gou)继续发(fa)展壮(zhuang)大,它起(qi)步于碳(tan)化(hua)硅(gui)密封(feng)环(huan),而(er)(er)对于产品的(de)(de)更新(xin)(xin)升级(ji),技术的(de)(de)突破(po)迭代一直(zhi)未曾停歇。
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