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1、机械密封用材料(-)摩擦副材料要求摩擦副是机械密封的主要零件,其性能好坏在很大程度上决定密封性能,因此对材料有一定的要求:(1)耐蚀性:有良好的化学稳定性,能抵抗介质的腐蚀、磨蚀、溶解和溶胀。(2)物理机械性能:较高的弹性模量(E=。(应力)/£(应变),刚度二力/变形)、强度及许用[PV]值,低的摩擦系数和线膨胀系数,优良的耐磨性、自润滑性以及良好的不渗透性等。(3)热力性能:很好的导热性、耐热性、耐寒性和耐温度的急变性。(4)材料來源方便,易加T,成木低廉。(二)制造摩擦副的常用材料破质合金工程陶瓷(AUh陶
2、瓷、AI26金属陶瓷、SiN陶瓷、饼钢玉陶瓷、碳化硼陶瓷、喷涂陶瓷、SiC、对切削微晶玻璃)碳石鵲填充聚四範乙烯金屈材料:铸铁类及铜合金也有锯钢淬火材料下面分別予以讨论。(三)碳石墨1、特点(1)具有较高导热性,(碳导热系数为20~40W/m・k,石墨为40~128W/m・k,)是非金属中导热最好的材料,仅次于银、铜、铝,比Hasterlloy好。(2)具有低的线膨胀系数(2'6Xl()f/°C),是金属的l/2'l/lo(3)具有良好的耐腐蚀性,在空气中400°C以下稳定,除强氧化性介质(如王水、锯酸、浓硫酸及
3、卤族元索)夕卜,町耐其它酸、碱、盐及一切有机化介物的腐蚀,其耐蚀程度随石墨的种类和浸渍剂的不同而界。(4)具有极好的自润滑性和低的摩擦系数,那是因为石墨和其它材料组对时,石墨转移到其它材料表面,形成石墨和石墨相对摩擁。石墨和金属摩標系数为0.04'0.05,在全液润滑条件下,仁0.00旷0.01。因此它的组对性能好。(5)石墨的抗拉强度较低,抗压强度较高,属脆性材料。由丁-破度较低,被广泛用作软环,易丁-加工。缺点是气孔率大,一般在18%〜22%。实际应用石墨都必须是侵渍过的,以堵塞气孔,捉高密封性。2、石墨的种
4、类石墨是采用焦炭粉和石墨粉,用沥青作粘结剂,模压成型,置于高温屮焙烧而成。根据所用原料和烧结温度与时间的不同,可以制成不同物理机械性能的石墨。一种为碳索石墨,用⑴表示,一种是电化石墨,用M2表示(材料组分不一样,M2还需2初0、2800°C高温石墨化处理)。还有一种是树脂碳石墨:烧结石墨粉碎后,用树脂作粘结剂,混和后压制烧结而成(M3)oMl:质駛而脆,导热系数低,加工闲难。M2:质软,强度低,自润滑性好。M3:[PV]值不高,价格便宜,石化行业较少采用。3、石墨浸渍剂种类一般浸渍后,成为不透气制品,对导热性无明
5、显影响,但强度、硕度冇很人提高。常用浸渍剂冇:环氧树脂(H)、咲喃树脂(K)、酚醛树脂(F)、巴氏合金(B)、铝合金(L)、铜合金(P)、铢合金(D)、银合金(G)o浸金属:耐高温心耐酸性好11:耐碱性好K:酸碱都耐V200C(四)硬质合金WC•金属碳化物WC熔点非常高,要制成产品,用普通的冶炼方法行不通。通常把它制成粉末,混以熔点较低的金属(CO、Ni等),压制成型,高温烧结,较低熔点金属熔化,将WC粘结成一个整体,制成硕质合金。•换质合金具有以下优良性能:•换度高HRA87〜94(洛氏锁度),耐序粒序损,是悬
6、浮颗粒介质的理想摩擦副。附:布氏硬度HB、洛氏硬度HRA(软)、HRB(中)、HRC(硬)、维氏硬度HV比较HRCHRAHRBHBHV2060.299216230(20〜65)70〜83.6(60〜100)99〜137105〜237检测硬度由大到小(2)抗弯强度高1400〜2000N/mm(3)导热系数高,线膨胀系数小(5x10-6/9左右),耐高温〉600°Co(4)摩擦系数低,组对性能好。(5)较好的耐腐蚀性,牌号不同,耐腐蚀性不同。3、种类(1)Co基硬质合金:YG6、YG&YG15,后面数字为Co的百分
7、含虽,Co多,硬度略卜•降。Co易氧化,不宜用于酸等腐蚀性介质,但在一般温度H2SO4.>沸点以下NaOH屮可用。(2)耐蚀便质合金:WC-Ni:WYN8(8%CrNi),强度为WC-Co的70-80%,®j度小0.5~1HRA。WC-Ni-Cr:W7(9%CrNi),强度、硬度与WC-Co相当。(3)钢结硬质合金TiC一合金钢:GT35、R5、R8,耐HNO3、H2SO4^氨水,不耐强碱、HCI、FeCb液。烧结成形后可进行机械加工,然后再进行热处理,可制作复杂零件,硬度稍差(HRC<60~65),比重小,自润
8、滑性好。(五)SiC陶瓷Sic是一种新型陶瓷,由于高密度成形技术的发展,80年代开始,国外纷纷用它作高PV值的组对材料,是到目前为止发现的最好的摩擦副材料,具备各种优良性能。重量轻,为WC的1/5,比强度高,摩擦系数小,硬度略高于硬质合金,HRA90~94,抗辐射性好,具有一定的自润滑性,组对性好,化学稳定性、耐热性、热传导性都很优界。在500°C以下,儿乎耐•所有的酸和