【密封材料作文范文小学语文】密封面材料的类型和性能

密封面材料的类型和性能

原装2017-04-16欧洲矿震机械密封

机械密封材料可根据密封表面润滑方法分为四种基本类型。

1)现有接触式机械密封，通过设备流动的过程流体润滑密封面。

2)在工艺过程中，依赖分离的清洗液冷却及润滑密封面的机械密封。

3)密封面干燥工作机械密封，依靠密封材料产生润滑；

4)依赖于从工艺或外部引进的气体润滑密封面的机械密封。

选择密封面材料时要考虑属于哪种类型。对于各种机械密封，使用中摩擦构件的最佳配对可以保证最长寿命和最低运营费用。密封面材料对可以从下面列出的密封环和座位环(配合环)的材料性能表中选择。

机械密封的密封面材料选择的基本出发点是尽可能确保密封面材料具有上述必要特性。大多数应用表明，为了满足密封副材料的摩擦兼容性、化学兼容性和电化学兼容性，在普通介质上使用密封副材料软对硬组合。密封附中软材料密封面主要由磨损带的研磨性和自润滑性来维持。其中硬质材料密封面保持耐磨带的高精度。只有在含有特别坚硬的固体颗粒介质的情况下，才能使用密封的辅助材料硬-硬组合。(大卫亚设，Northern Exposure(美国电视)，《固体名言》)下面介绍密封面软硬材料。在我国的生产实践中，柔软的材料在质量上还不能满足要求。

1、密封面软材料

密封软材料中最常用的是碳石墨。因为本身具有自润滑性、化学惰性和低成本。碳石墨与碳化物、金属或陶瓷摩擦时，细小的石墨传输膜会迅速涂在密封面上，当界面变成干摩擦时，这种低摩擦膜对控制温度上升起着重要作用，因此具有自润滑性。正确的转移膜的形成必须有吸收的蒸汽，如水蒸气。使用特殊浸渍剂的不同等级的碳石墨可用于几乎不含蒸汽的应用，如低温和高空。

碳石墨在制造中压缩原料后烘烤到约1000，挥发物被赶走，留下了“基础级”的碳石墨。为了提高和夯实它的承载能力，将更好的不渗透性、12%以上的空隙、热固性树脂(如酚醛树脂)或金属(如锑、铜、铅或巴氏合金)浸渍起来。为了在300使用，使用2500以上烤的电石墨。

不同等级的碳石墨可以用于广泛的耐磨磨损情况，但根据肖氏硬度的大小，可以分为软、中等硬、硬等不同等级的碳石墨。

燃煤石墨(Hs=50~70)配合面材料比较软时选择

重庆碳石墨(Hs=70~90)配合面材料比较硬时使用

硬碳石墨(90)配棉材料坚硬，介质上有固体颗粒时使用

碳石墨本身具有化学惰性、耐热、质硬、回弹、尺寸稳定、气液不透水性。碳石墨材料可以成型、紧密配合尺寸、浸渍、涂层和粘合或热安装。普通碳石墨为260，部分碳石墨为540，特殊碳石墨和浸渍碳石墨为260 ~ 540。

碳石墨是化学惰性的密封材料，有些碳石墨能抵抗氢氟酸等高腐蚀性化学物质。一些树脂碳石墨完全不受溶剂、酸和碱类的影响。只有强氧化剂(如沸腾浓度较大的硝酸)不兼容。

碳石墨的非渗透性可以通过浸渍各种不同材料来控制其渗透性。除了热固性树脂外，金属、有机盐、陶瓷都可以用作浸渍剂。金属(如锰、银、铜和巴氏合金)可以提高材料的强度、热导率和摩擦性能。有机盐中常用的磷酸盐、硼酸盐和陶瓷用于高温。溶解盐的碳石墨要小心，不要在特别湿润的条件下渗出。浸渍剂的损失消除除渗透率外，对其他物理性能影响不大。

对于密封用碳石墨来说，抗水泡是一个非常重要的问题。对水泡疤痕的更一般的解释是，一定量的流体被碳石墨基层吸收，摩擦热导致形成基层压力顶出，形成疤痕形状的凹陷。水泡疤痕通常在碳氢产品或温度变化的情况下使用时会发现。用碳化硅作为配对材料，可以减少或消除这个水泡问题。

特殊等级的碳石墨包括浸渍聚四氟乙烯的高耐蚀性、低残留缝隙的致密碳石墨，用于治疗水泡疤痕。碳石墨均负载能力良好，在抗压缩中相当强，对非氧化物的耐蚀性好。它的磨削余量很差，很脆弱。

在碳石墨受到化学侵蚀的情况下，使用加入填充物的聚四氟乙烯作为柔软的密封表面材料。聚四氟乙烯具有良好的自润滑性、耐蚀性，经常用于干摩擦、低温、强碱溶液和溶剂。但是，由于热传导率低，耐热性不好，摩擦热作用导致密封面发生热变形，所以一般用于轻负载，与高纯氧化铝配对。

铜合金(青铜、磷青铜、铅青铜等铸件)材料在强度和变形方面优于碳石墨。缺点是没有自润滑性，容易烫伤，因此主要用于低速、机油的使用。

2

、密封面硬材料

（1） 金属材料 铸铁和模具钢、 轴承钢等特殊钢不耐腐蚀， 不能用于水类液体和药液， 通常用于低负荷、 油类液体， 一般工艺过程中很少用它。斯太利特 （钴铬钨合金） 也属于此类。

（2） 工程陶瓷、氧化铝 整体和氧化铬 覆层的耐腐蚀性好， 中等负荷、

药液、 工艺过程和海水等密封使用较多。氧化铝的也可以用作配环材料。它的硬度高、耐磨性好， 但是耐热冲击能力很低。工业陶瓷在机械密封中使用许多年以来， 继续被高性能的碳化硅所代替， 只有纯度高的99.5%氧化铝在石油化工中使用水平仍然较高。

氧化铝金属陶瓷是在氧化铝中添加少量金属元素， 其成分中88%~92%是 氧化铝， 其余为 Fe、Cr、Ni 等。其硬度为HRA 84~88。加入金属元素可以改善氧化铝金属陶瓷的导热率和降低脆性， 但其耐腐蚀性有所下降。这种陶瓷常用于批量较大的汽车冷却水泵机械密封中。

（3） 硬质合金 硬质合金一直是机械密封中常用的密封面硬材料， 因为韧性和刚性特别大， 而且耐磨性很好。常用的粘结剂有钴和镍两种。6%钴基碳化钨使用范围广； 镍基碳化钨由于耐腐蚀性有所改进， 在石油化工工业中用得比钴基更普遍。同时使用碳化钨的主密封环和配环， 在石油炼制、 矿业和非腐蚀性工艺用途中使用较广。机械密封中不含粘结剂的碳化钨是耐腐蚀硬质合金的主流。

（4） 新型陶瓷 碳化硅 和氮化硅 等称之为新型陶瓷。

氮化硅的破坏韧性较大， 在轴承中使用， 但在机械密封中它的硬度和耐腐蚀性有些欠缺， 实际使用较少。

碳化硅的硬度接近金刚石， 具有突出的耐磨性。碳化硅广泛地用于过程泵的密封中。除高温下熔融强碱和强氧化气体外， 全浓度硫酸和沸点接近的苛性碱也能稳定地耐腐蚀。它比氧化铝的硬度高得多， 是耐热冲击性热特性特别优越的材料， 特别是在很大的温度范围内保持耐腐蚀性和耐磨性。在很高的耐磨性和高性能场合， 机械密封制造厂和用户更多地使用碳化硅 （包括硅化石墨） 代替碳石墨和其它材料。

碳化硅的制造方法很多， 结晶体有α相和β相， 它们的性质各不相同。根据制造方法的不同， 有下列几种：

1） 常压烧结SIC（无压烧结sic） 与硬质合金相同， 用粉末冶金的制造方法， 得到高纯度整体碳化硅。结晶组织不同： α相为粒状结晶；β相为针状结晶。由高密度粒状α相碳化硅组成， 经模制和高温烧结， 形成一整体碳化硅元件。无自由碳石墨或硅。这种碳化硅是所有碳化硅中最硬的而且是耐腐蚀性最好的密封材料。其温度极限为1370℃。常压烧结碳化硅在石油化工中做密封和轴承最广泛。

2） 反应烧结SIC细粒反应烧结 SIC， 是用多孔碳型材与熔融金属硅反应， 烧结成整体碳化硅。它是一种耐磨性优异的材料。大约有10%~12%的自由硅， 要防止用于强酸和强碱， 这是耐腐蚀性比常压烧结碳化硅差。但是这些自由硅在减少摩擦和磨损中起到作用。它用在机械密封中与碳石墨构成优异的密封副，API 682中规定优先采用这种密封副。

3） 化学汽相反应硅化石墨/ 将碳石墨型材暴露在一氧化硅蒸汽中， 化学蒸汽反应（CVR） 过程使表面碳转换成碳化硅， 有百分之几的石墨散布在表面上。这种材料有改善的润滑性和耐磨性。

4） 化学汽相沉积硅化石墨/ 将碳石墨型材暴露在一氧化硅蒸汽中， 化学汽相沉积（CVD） 过程使表面形成高纯度、 高密度碳化硅涂层。