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机械密封的基体材质怎么选取?

发布时间:2017/03/09

  机械密封常用材料简介
  机械密封的密封性能和使用寿命,与各零机械密封件件的材料有关,尤其是端而密封(摩擦副)的材料,辅助密封的材料和弹簧的材料。
  一、端面密封摩擦副的材料
  摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬密封件质合金、碳化钨合金、SiC ,填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下:
  1、碳化钨合金:由碳化钨、碳化钛等硬度高、熔点高的金属碳化物,是用加粘结剂粉末冶金的办法,压制烧结成型。优点是硬度、强度都很高。耐磨、耐高温、耐腐蚀、线膨胀系数低,缺点是性脆,加工困难。碳化钨是应用最广泛的端面密封副材料,多用作中低速机械密封的静环,高速机械密封的动环。
  2、石墨:石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好,摩擦系数小,耐热冲击性好并易加工。缺点是机械强度低,有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的办法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好,但不耐高温(耐温约170—200℃);浸渍金属石墨耐温性好(浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃),但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料,用作中低速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨,肉眼看来致密,手指摸来不大脱粉,不大染黑手指。
  3、陶瓷  陶瓷的优点是耐腐蚀性好,硬度很高,耐磨性好,缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。应用较多是氧化铝陶瓷,还有金属陶瓷。陶瓷多用于腐蚀性介质、中低速的场合。
  4、堆焊硬质合金  在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金,优点是硬度高,耐磨性好,耐温性好(500℃以下),耐腐蚀或气蚀性好,缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
  二、辅助密封圈的材料
  对辅助密封材料的要求是弹性好,摩擦系数小,耐磨、耐热和低温性好,抗介质腐蚀、溶解和老化等,此外还要求在压缩后和长期使用中残余变形好。常用的辅助密封圈材料是橡胶和聚四氟乙烯,此外还有软聚氯乙烯。
  1、聚四氟乙烯:聚四氟乙烯的优点是化学稳定性、耐油、耐溶解、耐湿性优异,摩擦系数低,适用各种腐蚀介质,缺点是弹性比橡胶差,易产生永久变形。
  2、橡胶:橡胶有较好的弹性、缓冲性、吸振性、耐热性、耐腐蚀性。橡胶密封圈的密封效果好,应用最广泛。常用的橡胶有硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶等。
  三、弹性元件材料
  1、弹簧材料:对弹簧材料的要求是:弹性好,耐介质腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢(1Cr18Ni9Ti等)、铬钢(3Cr13、4Cr13等)、碳索弹簧钢(60si2Mn等)和磷青铜。
  2、波纹管材料:对波纹管材料的要求是:良好的焊接性能、较大的弹性、一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等,一般以钛基中的镍铬奥氏体带材为主,尤以1Cr18Ni12Mo2Ti用得最多。高镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料,含铝的材料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波纹管材料有AM350(近似Cr16Ni45MnMo3N )属于固溶体、低强度、低硬度、高延伸率。

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