机(ji)械(xie)密封在工(gong)业生产制造的(de)应(ying)用(yong)中可(ke)谓(wei)是无处不在,涉及到石(shi)油化(hua)工(gong)、化(hua)纤、化(hua)肥、原(yuan)子(zi)能、宇(yu)航和(he)机(ji)械(xie)制造等(deng)多个领域(yu),而随着现代科(ke)学技术(shu)的(de)迅速(su)发展,设(she)备使用(yong)工(gong)况越(yue)来越(yue)复杂,也对机(ji)械(xie)密封提出了更高(gao)的(de)要求。
当用于流(liu)体密封(feng)时,流(liu)体介质(zhi)中的化学物质(zhi)会(hui)对密封(feng)件进行冲(chong)刷、侵蚀,致(zhi)使其(qi)功(gong)能下降以(yi)致(zhi)失效,而机械密封(feng)的泄漏(lou)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(feng)用密封(feng)环
大(da)多数机械(xie)密封(feng)(feng)的(de)(de)硬(ying)(ying)环(huan)(huan)材料(liao)通常采用的(de)(de)是(shi)硬(ying)(ying)质合金、不锈钢、钛合金、陶(tao)瓷等,为了保证(zheng)机械(xie)密封(feng)(feng)装置中的(de)(de)密封(feng)(feng)环(huan)(huan)正(zheng)常运转,从减磨、耐腐蚀和防止咬合等方面考虑,密封(feng)(feng)环(huan)(huan)常常配置成一对硬(ying)(ying)度不同(tong)的(de)(de)硬(ying)(ying)环(huan)(huan)和软环(huan)(huan)(动环(huan)(huan)与静环(huan)(huan)),对硬(ying)(ying)环(huan)(huan)材料(liao)的(de)(de)性能有如(ru)下要求:
1) 足够的强度和刚度。在(zai)工况下(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(de)摩擦学性能。运行时,密封环端(duan)面间(jian)始终处(chu)于接触(chu)并(bing)旋转状态,因此要求密封环材(cai)料具有良(liang)好的耐磨性(xing),并(bing)保持与流体接触(chu)的良(liang)好的边界润滑性(xing)能,以(yi)保证工况下有满意(yi)的使(shi)用寿命。
3) 良好的导热性、耐(nai)热性和耐(nai)热冲击能力。工(gong)作(zuo)(zuo)时(shi),密封环通常处(chu)于较高(gao)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)温度中(zhong),还会出现温度的(de)急剧(ju)变化,要求材(cai)料有较高(gao)的(de)导热系(xi)(xi)数和较小的(de)线膨胀(zhang)系(xi)(xi)数,承受(shou)热冲击时(shi)不开裂(lie)。
4) 良好的耐(nai)腐蚀性(xing)。耐腐蚀(shi)性好的密封环可抵制(zhi)流体的腐蚀(shi)和腐蚀(shi)磨损(sun),使其工作(zuo)寿命长(zhang)。
除了以(yi)上性(xing)能外,硬(ying)环还应具有良(liang)好(hao)的(de)成形和加工性能、小密度和低渗透性及良(liang)好(hao)的(de)自润滑性。任何(he)一种材(cai)料(liao)都(dou)难以完全满足上述(shu)全部要(yao)求,通常根据使(shi)用环境,提出密封材(cai)料(liao)的主要(yao)性(xing)能要(yao)求,依(yi)此选择合适的材(cai)料(liao)。
目(mu)前,工业生产所用的机(ji)械密封端面材料中有近一半采用碳化硅(gui),根据制(zhi)造方法(fa)的不同,有以下几(ji)种:常压烧结(jie)(jie)碳化(hua)硅(gui)(gui)、反(fan)应烧结(jie)(jie)碳化(hua)硅(gui)(gui)、热压烧结(jie)(jie)碳化(hua)硅(gui)(gui)、化(hua)学气相(xiang)反应(ying)碳(tan)化(hua)硅和化(hua)学气相(xiang)沉(chen)积(ji)碳(tan)化(hua)硅等。作为机(ji)械密(mi)封材料,前3种使用最为普遍。
为了(le)(le)更深入(ru)了(le)(le)解碳(tan)化硅密封(feng)环(huan)的生(sheng)产制造及应用(yong),小编近期实地拜(bai)访(fang)了(le)(le)一家在(zai)碳(tan)化硅密封(feng)环(huan)领域经营了(le)(le)十年的低调有实力的企业:河(he)南(nan)雅利安新材(cai)料有限公司(si),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(feng)材料(liao)在制备(bei)过程中(zhong),最重要的环节就是烧(shao)结,雅利安一开始(shi)做反应(ying)烧(shao)结的常(chang)规(gui)件,后来逐渐优化设备(bei)条件,不断引入和改进新工艺,提(ti)高产品性能,目(mu)前公司拥(yong)有国内(nei)领先的无压烧结碳(tan)化硅、反(fan)应(ying)烧结碳(tan)化硅水基喷(pen)雾造粒、全自动压制成型(xing)等先进生产工艺(yi)。并且为了(le)更好(hao)地满足客户要求,还投入(ru)大量资金自主研发了(le)高温真空烧结炉,应用于(yu)碳化硅、氮(dan)化硅及粉末(mo)冶金等行业(ye)的生产(chan)。
碳化硅(gui)轴套(tao)、防弹(dan)装甲
真(zhen)空无压(ya)烧(shao)结炉(lu)
小编了(le)解到,无(wu)压烧(shao)结(jie)和(he)反应烧(shao)结(jie)由于其烧(shao)制过程不同,会影(ying)响其产品性能(neng),反应烧(shao)结(jie)是(shi)在(zai)较低的温度下,使(shi)游离硅渗透到碳化硅中,而无(wu)压烧(shao)结(jie)是(shi)在(zai)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。
总而言之(zhi),无(wu)论哪(na)种烧结(jie)工艺制程的碳(tan)化(hua)硅陶瓷都具(ju)有(you)相当优越的性能,产(chan)品的选择还(hai)是要依据具(ju)体的使用(yong)情况。
三种工艺(yi)烧结(jie)的碳化硅的力学性(xing)能对比
机械密(mi)封(feng)是(shi)工业发(fa)展(zhan)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)一道(dao)防(fang)护,而碳(tan)化硅密(mi)封(feng)环则在(zai)其中扛起(qi)了半壁(bi)江(jiang)山,雅(ya)利(li)安在(zai)这个领域沉淀(dian)的(de)十年(nian),也见证了我国(guo)从传统工业向新工业新领域的(de)转型发(fa)展(zhan),特种陶瓷材料的(de)潜力仍在(zai)不(bu)断挖(wa)掘,而雅(ya)利(li)安也正走(zou)在(zai)开拓新领域市场的(de)道(dao)路上(shang),我们(men)可(ke)以期待这家在(zai)碳(tan)化硅领域走(zou)得专注踏(ta)实的(de)企(qi)业能够继(ji)续发(fa)展(zhan)壮大,它起(qi)步于碳(tan)化硅密(mi)封(feng)环,而对于产品的(de)更新升级(ji),技术的(de)突(tu)破迭(die)代一直(zhi)未曾停歇。
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