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1、第22卷第3期河北工业科技Vol.22,No.32005年5月HebeiJournalofIndustrialScienceandTechnologyMay2005文章编号:100821534(2005)0320134204碳化硅材料在机械密封中的应用112于新奇,任欧旭,鲁占全(11河北科技大学机械电子工程学院,河北石家庄050054;21河北省成套招标有限公司,河北石家庄050051)摘要:针对密封环材料的性能直接影响机械密封的使用性能和寿命,讨论了机械密封对密封副材料的各种性能要求,介绍了机械密封常用碳化硅材料的种类和特点。通过与碳
2、化钨对比,指出碳化硅具有密度低、耐腐蚀性能和热力性能好,与碳石墨配对以及自身配对时摩擦系数低、硬度极高等优良性能,由此分析可知碳化硅密封环可应用于高温、高压、高转速、腐蚀性介质和含有固体颗粒介质等工况下的机械密封中。结果表明,碳化硅是作为机械密封硬环最理想的材料。关键词:碳化硅;机械密封;密封副中图分类号:TH136文献标识码:AApplicationofsiliconcarbideinmechanicalseals112YUXin2qi,RENOu2xu,LUZhan2quan(1.CollegeofMechanicalandElect
3、ronicEngineering,HebeiUniversityofScienceandTechnology,ShijiazhuangHebei050054,China;2.HebeiChengtaoTenderingCompanyLimited,ShijiazhuangHebei050051,China)Abstract:Materialpropertyofsealringhasdirecteffectonoperatingperformanceandlife2timeofmechanicalseals.There2quiredprop
4、ertyofsealingmaterialusedinmechanicalsealsisdiscussedinthispaper.Catalog,featureandpropertyofsiliconcarbideusedinmechanicalsealsareintroduced.Itisanalyzedthatsiliconcarbidesealringcanbeusedinmechanicalsealsinva2riousoperatingconditionssuchashightemperature,highpressure,co
5、rrosivemediumandthemediumwithsolidparticles.Theresultsshowthatsiliconcarbideistheperfectmaterialforthehardringsofmechanicalseals.Keywords:siliconcarbide;mechanicalseals;sealingpair机械密封是一种依靠弹性元件对密封副预紧,在介质与弹性元件压力共同作用下使密封副压紧而达到密封的轴向端面密封装置,其结构见图1。密封环分动环和静环2种,是构成机械密封的最主要元件。密封环
6、的工作状况决定了机械密封的使用性能和寿命,而密封环材料的性能直接影响密封环的工作状况。因此,了解机械密封对密封材料性能的要求,选择合适的密封材料是保证机械密封安全运行的关键。1-固定螺钉;2-弹簧座;3-弹簧;4-动环辅助密封圈;5-动环;6-静环;7-静环辅助密封圈;8-防转销收稿日期:2004205226;修回日期:2004210225图1机械密封基本结构责任编辑:李穆作者简介:于新奇(19632),男,河北藁城人,副教授,博士,主要Fig.1Fundamentalstructureofmechanicalseals从事过程装备及其密
7、封方面的教学与研究。第3期于新奇等碳化硅材料在机械密封中的应用1351机械密封对密封副材料的性能要求10%～12%的自由硅,这些自由硅对减小摩擦和磨损起了很好的作用。这种碳化硅材料的耐腐蚀性比为了保证机械密封装置中的密封环正常运转,常压烧结碳化硅差,但由于它可与碳石墨构成优异从减磨、耐腐蚀和防止咬合等方面考虑,密封环常常的密封副,因此API682中规定优先选用这种密封配置成一对硬度不同的硬环和软环,通常硬环为动[4]副。[1]环,对硬环材料的性能有如下要求:3)热压烧结碳化硅由粒度≤1μm的碳化硅1)足够的强度和刚度在工况下(如压力、温度
8、粉加上适当的添加剂,装入石墨模具内,在2000～和滑动速度等)不损环,变形应尽量小,工况条件波2100℃的热压炉内,加压30～50MPa制成。热压动时仍能保持密封性。烧结碳化硅是碳化硅中化学稳
