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機(jī)械密封常用材料簡介
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作者:博格曼
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發(fā)布時間: 2719天前
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機(jī)械密封的密封性能和使用壽命，與各零機(jī)械密封件件的材料有關(guān)，尤其是端而密封(摩擦副)的材料，輔助密封的材料和彈簧的材料。
一、端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬密封件質(zhì)合金、碳化鎢合金、SiC ,填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、不銹鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質(zhì)如下：
1、碳化鎢合金 由碳化鎢、碳化鈦等硬度高、熔點高的金屬碳化物，是用加粘結(jié)劑粉末冶金的辦法，壓制燒結(jié)成型。優(yōu)點是硬度、強(qiáng)度都很高。耐磨、耐高溫、耐腐蝕、線膨脹系數(shù)低，缺點是性脆，加工困難。碳化鎢是應(yīng)用最廣泛的端面密封副材料，多用作中低速機(jī)械密封的靜環(huán)，高速機(jī)械密封的動環(huán)。
2、石墨 石墨的優(yōu)點是耐腐蝕性和自潤滑性好，摩擦系數(shù)小，耐熱沖擊性好并易加工。缺點是機(jī)械強(qiáng)度低，有孔隙。石墨的這兩個缺點可以用浸漬和滲碳的辦法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫(耐溫約170—200℃）；浸漬金屬石墨耐溫性好(浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達(dá)400~500℃)，但耐腐蝕性差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低速機(jī)械密封的動環(huán)和高速機(jī)械密封的靜環(huán)。好的石墨，肉眼看來致密，手指摸來不大脫粉，不大染黑手指。
3、陶瓷 陶瓷的優(yōu)點是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點是脆性大以及硬度過高而難以加工。應(yīng)用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用于腐蝕性介質(zhì)、中低速的場合。
4、堆焊硬質(zhì)合金 在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質(zhì)合金，優(yōu)點是硬度高，耐磨性好，耐溫性好（500℃以下），耐腐蝕或氣蝕性好，缺點是易產(chǎn)生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。
二、輔助密封圈的材料
對輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質(zhì)腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮后和長期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。
1、聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的優(yōu)點是化學(xué)穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異，摩擦系數(shù)低，適用各種腐蝕介質(zhì)，缺點是彈性比橡膠差，易產(chǎn)生永久變形。
2、橡膠 橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應(yīng)用最廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。
三、彈性元件材料
1、彈簧材料 對彈簧材料的要求是：彈性好，耐介質(zhì)腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼(1Cr18Ni9Ti等)、鉻鋼(3Cr13、4Cr13等)、碳索彈簧鋼(60si2Mn等)和磷青銅。
一、端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬密封件質(zhì)合金、碳化鎢合金、SiC ,填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、不銹鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質(zhì)如下：
1、碳化鎢合金 由碳化鎢、碳化鈦等硬度高、熔點高的金屬碳化物，是用加粘結(jié)劑粉末冶金的辦法，壓制燒結(jié)成型。優(yōu)點是硬度、強(qiáng)度都很高。耐磨、耐高溫、耐腐蝕、線膨脹系數(shù)低，缺點是性脆，加工困難。碳化鎢是應(yīng)用最廣泛的端面密封副材料，多用作中低速機(jī)械密封的靜環(huán)，高速機(jī)械密封的動環(huán)。
2、石墨 石墨的優(yōu)點是耐腐蝕性和自潤滑性好，摩擦系數(shù)小，耐熱沖擊性好并易加工。缺點是機(jī)械強(qiáng)度低，有孔隙。石墨的這兩個缺點可以用浸漬和滲碳的辦法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫(耐溫約170—200℃）；浸漬金屬石墨耐溫性好(浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達(dá)400~500℃)，但耐腐蝕性差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低速機(jī)械密封的動環(huán)和高速機(jī)械密封的靜環(huán)。好的石墨，肉眼看來致密，手指摸來不大脫粉，不大染黑手指。
3、陶瓷 陶瓷的優(yōu)點是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點是脆性大以及硬度過高而難以加工。應(yīng)用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用于腐蝕性介質(zhì)、中低速的場合。
4、堆焊硬質(zhì)合金 在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質(zhì)合金，優(yōu)點是硬度高，耐磨性好，耐溫性好（500℃以下），耐腐蝕或氣蝕性好，缺點是易產(chǎn)生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。
二、輔助密封圈的材料
對輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質(zhì)腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮后和長期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。
1、聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的優(yōu)點是化學(xué)穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異，摩擦系數(shù)低，適用各種腐蝕介質(zhì)，缺點是彈性比橡膠差，易產(chǎn)生永久變形。
2、橡膠 橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應(yīng)用最廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。
三、彈性元件材料
1、彈簧材料 對彈簧材料的要求是：彈性好，耐介質(zhì)腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼(1Cr18Ni9Ti等)、鉻鋼(3Cr13、4Cr13等)、碳索彈簧鋼(60si2Mn等)和磷青銅。
2、波紋管材料 對波紋管材料的要求是：良好的焊接性能、較大的彈性、一定的耐腐蝕性。常用的波紋管材料有鐵基、銅基和鎳基合金以及鈦材等，一般以鈦基中的鎳鉻奧氏體帶材為主，尤以1Cr18Ni12Mo2Ti用得最多。高鎳彈性合金被認(rèn)為是制作波紋管較理想的材料，含鋁的材料用一般焊接技術(shù)時會遇到困難。目前國外用得最多的波紋管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N ）屬于固溶體、低強(qiáng)度、低硬度、高延伸率。
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