一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法

2023-06-22 20:46:31 1

專利名稱：一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法。具體地，採用所述方法製造的這種材料可用於耐腐蝕的大直徑機械密封摩擦副。
背景技術：
碳化矽的硬度接近金剛石並具有突出的耐磨性。碳化矽是在機械密封中應用最廣泛的材料之一，碳化矽除在高溫下溶融強鹼和強氧化氣體外，在全濃度硫酸和沸點接近的苛性鹼中也能穩定地使用，特別是在很大的溫度範圍內保持耐腐蝕性和耐磨性。但是，用碳化矽材料製成的摩擦副卻有一個致命的弱點，那就它的是機械強度很低，很脆弱，極易在不均勻受壓條件下脆裂及碎裂。特別是那些大直徑(摩擦副外徑200mm以上)的機械密封石墨 靜環更容易發生脆裂。很多機械密封的製造商和用戶都有相同切身的體會，即碳化矽材料製造的機械密封摩擦副在運輸轉運過程中，極易在裝卸過程中受外力造成裂紋、脆裂或碎裂，導致成廢品而不能使用；還有製造商或用戶在組裝貨安裝機械密封過程中也會由於稍微用力不當造成碎裂而成廢品，由此造成成品的浪費和時間的損失。行業內對此一直極為頭痛，而且至今未提出更有效地解決辦法。本發明提出了一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法。所述的大直徑機械密封用碳化矽摩擦副由由鐵鎳合金、粒度< Iym的碳化矽粉和適當的添加劑採用熱壓燒結法製成。所述的鐵鎳合金的線膨脹係數為0. 5 X 10_6，比規定和標準要求的動環和靜環的線膨脹係數4. 5 X 10_6要低得多，完全滿足使用要求。其製造工藝是將鐵鎳合金金屬環或金屬片、按規定的比例混合均勻的碳化矽粉和添加劑裝入石墨模具內，在2000—2100°C的熱壓爐內加壓(30— 50Mpa)製成。採用所述方法製造的這種材料可用於耐腐蝕的機械密封摩擦副。用所述方法製成的機械密封用碳化矽摩擦副，不僅保留了碳化矽摩擦副材料的所有優點和性能，更為重要的是，由於在製造過程中將環狀或片狀或條狀鐵鎳合金置於碳化矽粉的中央部位，有效地增強了碳化矽摩擦副的機械強度，從根本上解決了以往碳化矽材料製成的大直徑摩擦副極易脆裂和碎裂的問題。

發明內容
本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法，其特徵在於所述的機械密封用碳化矽摩擦副由鐵鎳合金、粒度
的碳化矽粉和適當的添加劑採用熱壓燒結法製成。其製造工藝是將鐵鎳合金金屬環或金屬片、按規定的比例混合均勻的碳化矽粉和添加劑裝入石墨模具內，在2000—2100°C的熱壓爐內加壓(30— 50Mpa)製成。由此可見，根據本發明的上述技術方案中，在製造過程中將環狀或片狀或條狀鐵鎳合金置於碳化矽粉的中央部位、按規定的比例混合均勻的粒度< Iym的碳化矽粉和適當的添加劑，採用熱壓燒結法製成，有效地增強了碳化矽摩擦副的機械強度，從根本上解決了以往碳化矽材料製成的大直徑摩擦副極易脆裂和碎裂的問題。


本發明的上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，附圖為本發明的一個實施例的大直徑機械密封用碳化矽摩擦副的示意圖。圖中附圖中的1:按規定的比例混合均勻的碳化矽粉體和添加劑；附圖中的2 :環狀或片狀或條狀鐵鎳合金。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。在本發明中，一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法。所述大尺寸的機械密封用碳化矽摩擦副由環狀或片狀或條狀鐵鎳合金、按規定的比例混合均勻的碳化矽粉體和添加劑組成，S卩環狀或片狀或條狀鐵鎳合金(附圖中的2)、按規定的比例混合均勻的碳化矽粉體 和添加劑(附圖中的I)。實施例一製造外徑500mm、內徑200mm、厚度為30 mm的大直徑機械密封用石墨靜環工藝流程。先採用機械切削加工方式製取方環狀鐵鎳合金環，其尺寸規格為外徑400mm、內徑300mm、厚度為10 mm，備用；取添加劑適量、取粒度< Iym的碳化矽粉體適量，並將兩者混合均勻後置於石墨模具，同時，將備用的方環狀鐵鎳合金環也置於混合好的碳化矽粉體中，此時，在操作上一定要注意將鐵鎳合金環置於混合好的碳化矽粉體中央部位；然後，在2000——2100°C的熱壓爐內加壓(30——50Mpa)製成。取出後進一步整形處理加工；再常溫靜置8小時後進行磨削加工至成品。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制。凡本行業的普通技術人員，均可按說明書附圖所示和以上所述，順暢地實施本發明。但是，凡熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍，當可利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時，凡依據本發明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬於本發明的技術方案的範圍。
權利要求
1.一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法，其特徵在於所述的機械密封用碳化矽摩擦副由由鐵鎳合金、粒度< Iym的碳化矽粉和適當的添加劑採用熱壓燒結法製成。
2.根據權利要求I所述的碳化矽中的金屬為膨脹係數極低的鐵鎳合金。
全文摘要
本發明涉及一種大直徑機械密封用碳化矽摩擦副及其製造方法。所述的機械密封用摩擦副由鐵鎳合金、粒度≤1μm的碳化矽粉和適當的添加劑採用熱壓燒結法製成。其製造工藝是將金屬、按規定的比例混合均勻的碳化矽粉和添加劑裝入石墨模具內，在2000—2100℃的熱壓爐內加壓(30—50Mpa)製成。採用所述方法製造的這種材料可用於耐腐蝕的機械密封摩擦副。
文檔編號F16J15/30GK102979911SQ20121053264
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者婁天彥, 曲宸鋒, 蔣鏘, 曲冠星, 婁彧琦, 孫小聃 申請人:遼寧天澤產業集團機械製造有限公司