CN102979911A - 一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法 - Google Patents

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娄天彦
曲宸锋
蒋锵
曲冠星
娄彧琦
孙小聃
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Eastern Liaoning University
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Abstract

本发明涉及一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法。所述的机械密封用摩擦副由铁镍合金、粒度≤1μm的碳化硅粉和适当的添加剂采用热压烧结法制成。其制造工艺是将金属、按规定的比例混合均匀的碳化硅粉和添加剂装入石墨模具内，在2000—2100℃的热压炉内加压(30—50Mpa)制成。采用所述方法制造的这种材料可用于耐腐蚀的机械密封摩擦副。

Description

一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法。具体地，采用所述方法制造的这种材料可用于耐腐蚀的大直径机械密封摩擦副。
背景技术
碳化硅的硬度接近金刚石并具有突出的耐磨性。碳化硅是在机械密封中应用最广泛的材料之一，碳化硅除在高温下溶融强碱和强氧化气体外，在全浓度硫酸和沸点接近的苛性碱中也能稳定地使用，特别是在很大的温度范围内保持耐腐蚀性和耐磨性。但是，用碳化硅材料制成的摩擦副却有一个致命的弱点，那就它的是机械强度很低，很脆弱，极易在不均匀受压条件下脆裂及碎裂。特别是那些大直径（摩擦副外径200mm以上）的机械密封石墨静环更容易发生脆裂。很多机械密封的制造商和用户都有相同切身的体会，即：碳化硅材料制造的机械密封摩擦副在运输转运过程中，极易在装卸过程中受外力造成裂纹、脆裂或碎裂，导致成废品而不能使用；还有制造商或用户在组装货安装机械密封过程中也会由于稍微用力不当造成碎裂而成废品，由此造成成品的浪费和时间的损失。行业内对此一直极为头痛，而且至今未提出更有效地解决办法。
本发明提出了一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法。所述的大直径机械密封用碳化硅摩擦副由由铁镍合金、粒度≤1μm 的碳化硅粉和适当的添加剂采用热压烧结法制成。所述的铁镍合金的线膨胀系数为：0.5 ×10-6，比规定和标准要求的动环和静环的线膨胀系数4.5 ×10-6要低得多，完全满足使用要求。其制造工艺是将铁镍合金金属环或金属片、按规定的比例混合均匀的碳化硅粉和添加剂装入石墨模具内，在2000—2100℃的热压炉内加压(30—50Mpa)制成。采用所述方法制造的这种材料可用于耐腐蚀的机械密封摩擦副。
用所述方法制成的机械密封用碳化硅摩擦副，不仅保留了碳化硅摩擦副材料的所有优点和性能，更为重要的是，由于在制造过程中将环状或片状或条状铁镍合金置于碳化硅粉的中央部位，有效地增强了碳化硅摩擦副的机械强度，从根本上解决了以往碳化硅材料制成的大直径摩擦副极易脆裂和碎裂的问题。
发明内容
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法，其特征在于：所述的机械密封用碳化硅摩擦副由铁镍合金、粒度≤1μm 的碳化硅粉和适当的添加剂采用热压烧结法制成。其制造工艺是将铁镍合金金属环或金属片、按规定的比例混合均匀的碳化硅粉和添加剂装入石墨模具内，在2000—2100℃的热压炉内加压(30—50Mpa)制成。
由此可见，根据本发明的上述技术方案中，在制造过程中将环状或片状或条状铁镍合金置于碳化硅粉的中央部位、按规定的比例混合均匀的粒度≤1μm 的碳化硅粉和适当的添加剂，采用热压烧结法制成，有效地增强了碳化硅摩擦副的机械强度，从根本上解决了以往碳化硅材料制成的大直径摩擦副极易脆裂和碎裂的问题。
附图说明
本发明的上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，附图为本发明的一个实施例的大直径机械密封用碳化硅摩擦副的示意图。图中：附图中的1：按规定的比例混合均匀的碳化硅粉体和添加剂；附图中的2：环状或片状或条状铁镍合金。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。在本发明中，一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法。所述大尺寸的机械密封用碳化硅摩擦副由环状或片状或条状铁镍合金、按规定的比例混合均匀的碳化硅粉体和添加剂组成，即: 环状或片状或条状铁镍合金（附图中的2）、按规定的比例混合均匀的碳化硅粉体和添加剂（附图中的1）。
实施例一：制造外径500mm、内径200mm、厚度为30 mm的大直径机械密封用石墨静环工艺流程。 先采用机械切削加工方式制取方环状铁镍合金环，其尺寸规格为：外径400mm、内径300mm、厚度为10 mm，备用；取添加剂适量、取粒度≤1μm 的碳化硅粉体适量，并将两者混合均匀后置于石墨模具，同时，将备用的方环状铁镍合金环也置于混合好的碳化硅粉体中，此时，在操作上一定要注意将铁镍合金环置于混合好的碳化硅粉体中央部位；然后，在2000——2100℃的热压炉内加压(30——50Mpa)制成。取出后进一步整形处理加工；再常温静置8小时后进行磨削加工至成品。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。凡本行业的普通技术人员，均可按说明书附图所示和以上所述，顺畅地实施本发明。但是，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的范围。 

Claims (2)

1.一种大直径机械密封用碳化硅摩擦副及其制造方法，其特征在于：所述的机械密封用碳化硅摩擦副由由铁镍合金、粒度≤1μm 的碳化硅粉和适当的添加剂采用热压烧结法制成。
2.根据权利要求1所述的碳化硅中的金属为膨胀系数极低的铁镍合金。
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