石墨材料陶瓷强度腐蚀性机械密封材料

1、石墨材料陶瓷强度腐蚀性机械密封材料滚子轴承内圈外圈推力滚动轴承的常用术语及定义水泵离心泵扬程湘江代表常见水泵 型号代表的意思隔膜范围材料弹性重量JMX 系列隔膜垫片换热器垫圈操作温度石化装置低温阀门材料技术韧性低温阀门技铸铁青铜黄铜木材铝合金常用摩擦介质弹簧阀体紧急材料 紧急切断阀磁力部件液体特点材料ZCQ 型自吸式介质压力结构密封圈力矩新型高寿陶瓷阀门材料硬度性能耐磨陶瓷球隔膜电信号光纤工作室信号隔膜泵垫片填料石墨硬质合金机械 密封材石墨,材料,陶瓷,强度,腐蚀性,性能,介质机械密封摩擦副材料 根据统计，机械密封的泄漏大约有 80%95%是由于密封端面摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外，

2、主要是摩擦副的材料问题。(1)机械密封摩擦副材料应具备下列条件：机械密封摩擦副材料根据统计，机械密封的泄漏大约有 80%95%是由于密封端面摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外，主要是摩擦副的材料问题。机械密封摩擦副材料应具备下列条件：1） 机械强度高，能耐压和耐压力变形；具有耐干磨性，耐高载荷性，自润滑性好；配对材料的磨合性好，无过大的磨损和对偶腐蚀；耐磨性好，寿命长；导热性和散热性好；耐高温性能好；抗热裂性能好；耐腐蚀性强；线膨胀系数小，能耐热变形和尺寸稳定性好；切削加工性好，成型性能好；气密性好；密度小。 如碳化钨-碳化钨；强腐蚀介质，应选用填充聚四氟乙烯-陶瓷等。机械密封软面材料机械

3、密封软面材料主要包括： 1）石墨。有两种不同烧结石墨：碳石墨和电化石墨。前者质硬而脆，后者质软、强度低、自润滑性好。材料时，需要用浸渍等办法来填塞孔隙，提高机械强度。选择合适的浸渍剂是非常重要的。浸渍剂的性质决定了浸渍石墨的化学稳定性、热稳定性、机械强度、使用温度等。常用的浸渍树脂有酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂等。酚醛树脂耐 合金、铜合金、铝合金、锑合金等。浸渍金属石墨主要用90MPa，使用温度可达 500；浸铜300；浸巴氏合金的碳石墨使用温度为120180。7-19牌号材料体积密度/g.cm-3硬度/HS抗弯强度/MPa抗压强度/MPa膨胀系数/C-1气孔率/%使用温度/M121碳石墨1.

4、566525.573.654.010-617350M106H浸环氧1.606029.42107.8711.010-65200M120H树1.686041.1988.2611.010-65200M204H脂碳石1.904029.4268.658.010-65200M220H墨1.904539.2383.3611.010-65200M106K浸呋喃1.698050117.6811.010-65220树墨M232L金碳石墨2.154098.065196.138.010-64400M106Y浸巴氏2.366058.84196.136.010-65180M232Y合墨2.065039.23147.16.

5、010-65180M158K树墨1.68758568.6558.8468.654.010-66.010-61-103250M158H树墨1.706576294.2147.1196.134.010-66.010-61-1032304.187W/(m.K);5.446.28W/(m.K)硅化石墨是碳石墨材料经硅化处理而得的碳化硅-碳复合材料。硅化处理的方法有化学气相反应法（CVR）和液硅浸渗法。化学气相沉积法为美国和日本采用，而俄罗斯和德国则用液硅浸渗法。前者SiSiO18002200的高温下作硅化反应将表面转化为SiC；而后者利用液体硅代替Si 蒸汽或SiC 气体与CVR7-207-21国内外硅

6、化石墨的物理性能。7-20CVR生产厂家牌号体积密硬度抗拉抗弯弹性模量膨胀系数/C-1抗压热导率最高工度/g.cm-3强度/MPa强度/MPa/MPa强度/MPaW/(m.K)-1作温度/空 惰性气 气氛中 中日本ES-12.89522.668.61141034.510-612950200鹰公司ES-31.8105(HS)85100(HS)42.283.4241034.210-614770.95400公司P11.843500(HV)34.358.811.8103410-6117.7110.54001600日本日立 HSC1.853000(HV)59351034.410-6116.32化成公司

7、HSC2.003000(HV)68.6411034.410-6116.32美国纯碳 PE-69232.15100(HV)3455281034.410-613868.63260公司英国加布司SiC-V1.918.62(HV)10.3415.851034.110-682.7351.92371电碳厂M4561.84100(HV)2500(HV)58.8351033.7(200)10-6118PADLTTE2.542000(HV) 491961761034.110-6浸渍树脂。7-21性能厂家俄罗斯新齐略宾斯克德国顺克埃贝公司牌号C-TC-TTCTII-0.5U8019/g.cm-32.52.72.4

8、2.62.52.65/MPa294314412441235190/MPa88.31089811876.5140103/MPa3949495939130/MPa8810-3125103581031500 .cm270039002300100/J.m-2100120150175100150K /N.mm-3/24.610-64.210-63.810-670IC/MPa0.050.044.010-64510-6导热系数/W.(m.)-10.04（201000）线膨胀系数/-1摩擦因数2）聚四氟乙烯特点。聚四氟乙烯具有较好的耐腐蚀性，很高的耐热性和耐寒性，自润滑性 好，其动、静摩擦因数均低于 0.04

9、.但它的导热性差，为了克服其缺点，加入各种填充剂，7-22机械密封硬面材料 1）工程陶瓷。常用的工程陶瓷有氧化铝、氮化硅和碳化硅。陶瓷具有硬度高、耐磨性好、7-237-22性能配方聚四氟乙烯20%40%25%青铜+20%玻璃40%青铜，20%40%4%玻璃纤石墨石墨纤维，10%石墨，5%炭黑石墨玻璃纤维5%石墨/g.cm-32.12.22.162.152.452.72.282.28/MPa13.7316.413.813.815.916.011.2/MPa24.5224.922.722.738.519.920.1/%火1517777171231149导热率/W(mK)-1硬度(HS)（1%变形）

10、/MPa15.6910.79 13.73 250350 0.24 5065 4.120.480.410.410.430.240.43MN-IM0.040.130.140.170.170.180.15磨损 磨损量试验 /mg.10min-1机123.42.33.63.52.5合姆 摩擦因数0.200.200.200.200.21磨损量/mg.40min-122.310-38.2410-30.6610-30.7410-31.2210-3线膨纵 050(25200)1.910-4 1.6710-41.6010-41.6010-41.6310-41.5010-4胀系向 01.010-1.4610-41

11、.2910-41.3510-41.3310-41.1910-41.2010-4数/-11000150020002501.010-41.3810-41.2510-41.3210-41.3810-41.2810-41.4110-41.4010-41.2310-41.5410-41.3310-41.4310-41.3410-41.1610-41.1710-41.2010-41.2310-41.2610-41.3210-4横 060向 010001.0110-40.7510-40.7910-40.8710-40.6010-40.6910-40.7410-40.5910-40.6910-40.7810-

12、40.6210-40.7410-40.7710-40.6310-40.6210-40.6610-40.8310-40.6910-40.6710-40.6010-40.6310-40.5310-40.6710-40.5710-415002000250吸水率/%0.0050.7910-40.6710-40.7910-40.7110-40.7310-40.6110-4+0.03+0.04+0.58+1.00+0.04-0.777-23制造方法单体成型 烧结法法热压法制造方法单体成型 烧结法法热压法主要优点各种形状都能制造单价低廉制品密度高主要缺点尺寸精度高示例ALOSiC2 3（需要二次加工）反应烧

13、结法任意形状都可以制造方法简单可能大批生产复杂形状不行 ALO2 3生产性差SiNSiC3制品密度小SiCSiN3 4涂层法化学方 化学气相沉积法（CVD）1.可得到高密度法2.形状可任意选定难以制造涂层薄各方向异性有空隙率SiCTiCBN物理方法物理气相沉积法（PVD）喷镀法 11.花费时间长SiCSiCTiCTiN等离子喷涂法附着力大可大批生产可得到纯的涂层容易做到全面喷涂母材可任选涂层温度上升涂层薄涂层薄SiCTiCTiN熔射法涂层密度小ALOCrOWC氧化铝陶瓷ALO2 3不仅具有很高的硬度及耐磨性，而且耐腐蚀性能也很好。除氢氟酸、氟硅剧变。又因氧化铝陶瓷制造工艺简单，因此应用较广。表

14、7-24 列出国产氧化铝陶瓷的组成和性能。材料99瓷材料99瓷95瓷化学组成/%密度/g.cm-3 硬度(HRA)抗弯强度/MPa 热导率/W.(m.K)-1热膨胀系数/-1ALO99MgO12 33.9859034054016.755.310-6ALO94.5SiO2CaCO3.53.75788221636016.755.810-62 323氮化硅陶瓷的热膨胀系数低（2.52.8）10-6/,其抗温度骤变性要比氧化铝陶瓷好。它的强度及硬度高且摩擦因数低，有自润滑性，是一种很好的耐磨材料。表7-35 列出两种氮化硅的物理-力学性能。7-25性能反应烧结氮化硅热压氮化硅/g.cm-32.52.6

15、3.13/%13161/MPa196.13688.47784.52/MPa1176.81569.1/MPa117.68137.29-/MPa0.150.20.39/MPa(1.6702.16)15-摩擦因数0.1-硬度(HRA)80859192热膨胀系数/-12.510-6(2.72.8)10-6热导率/W(mK)-15.02-电阻率(200)/cm1018-(700)/cm108-碳化硅陶瓷是近年发展的新材料。它具有很低的摩擦因数，很高的硬度，良好的耐磨性。它具有良好的化学稳定性、耐热性和抗热振性。材料密度/g.cm-3 抗弯强度/MPa材料密度/g.cm-3 抗弯强度/MPa弹性模量/MP

16、a热膨胀系数/-1 硬度(HRA)/W(mK)-1SiC3.13.2441.3539.373.921054.510-6939483.74SiC3.03.10372.65451.114.071054.310-6919292.11SiC3.05343.23362.853.331054.310-69192125.62）硬质合金。硬质合金只要是碳化钨WC。有钴基碳化钨WCCo、镍基碳化钨WCNi-基碳化钨WC Co Ni。碳化钨的特点：硬度高，耐磨性好；机械强度高，抗弯性好；导热率较-高而膨胀系数较小，密封面摩擦热容易导出；无钴硬质合金耐腐蚀性较好。表7-27 列出国产碳化钨的性能。机械辅助密封材料

17、（压盖）与静环之间密封，补偿密封面的偏斜和振动；保证使动、静环端面紧密结合具有浮动性。7-27/%备注WCCo密度硬度(HRC)抗弯强度/MPa膨胀系数 300)YG397314.915.39110.29耐腐蚀性好，可在高速下使用YG694614.61589.510.204.510-6作动、静环材料YG892814.414.88914.714.510-6耐摩性较 YG6 差，有时也用作动、静环材料YG15851513.914.18718.635.310-6材料机械密封对辅助密封圈材料的要求： 1）材料弹性好，特别是要求良好的复原性，永久变形要小；不受流体介质的侵蚀，而且在介质中的膨胀和收缩都不

18、大；摩擦因数小和耐磨性好；使用温度范围要广，在高、低温下不粘着、不变硬、脆和失弹；要有适当的力学性能，如扯断强度及其延伸率、耐压等，在压力作用下无显著变形，有优良的抗撕裂性、耐磨性和耐压性等；便于加工并可得到高的精度；抗介质腐蚀、溶解、溶胀、老化等性能好，对介质不应有污染等。作为辅助密封圈的材料有橡胶、塑料、石棉、膨胀石墨、石墨和金属胀圈等。橡胶圈是使用最广的一种辅助密封圈。常用的橡胶密封圈材料有丁晴橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等。 若干种：低丙烯晴（丁晴-18）、中丙烯晴（丁晴-26）和高丙烯晴（丁晴-40）、丙烯晴含 耐挠曲，抗撕裂也较差。262326-26-246 系偏氟乙烯

19、、六氟丙烯与四氟丙烯的三元共聚物。23 型氟橡胶由偏氟乙烯与三氟氯乙3.24MPa氨、氨水中。硅橡胶是由二甲基硅氧烷与其他有机硅单体在酸或碱性催化剂存在下聚合成的一种极性高 分子聚合物。硅橡胶有很高的热稳定性，但它有极性，容易在酸碱作用下发生离子型裂解， 因此耐腐蚀性差，不适宜用于石油系溶剂（如苯、甲苯等）、丙酮、酮醚等有机溶剂。 因数和一定的强度、弹性、柔性和不粘着性，因此广泛用作各种温度、压力、腐蚀性介质条件下的密封圈。综上所述，辅助密封材料，在一般介质中可使用橡胶材料制成的O 形圈、垫圈和波纹管等； 在腐蚀性介质中可使用聚四氟乙烯制成的V 形圈、楔形环、垫圈和波纹管等；在高、低温条件下可使用金属波纹管。选用时应考虑材料的使用温度和耐腐蚀性。几种材料的使用温度、7-287-28材料名称氟橡胶 硅橡胶聚四氟乙烯高镍合金 Inconel-750HastelloyC使用温度/-30100-40100-50100-20100-60