CN103168187A

CN103168187A - 球形环密封件和生产球形环密封件的方法

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Publication number: CN103168187A
Application number: CN2011800502873A
Authority: CN
Inventors: 贝田英俊; 黑濑講平
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: EP2631511B1; EP2631511A4; BR112013008658B1; JP5771945B2; CA2812385C; CA2812385A1; WO2012053168A1; CN103168187B; BR112013008658A2; US10184384B2; JP2012087874A; US20130187347A1; EP2631511A1

Abstract

在球形环密封件38中，球形环基底件36是这样构成的，即，随着耐热材料6和加固件5彼此压缩并彼此缠绕而设置成一体化结构。在外层37中，将耐热材料6、由润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的加固件5进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料6填充加固件5的金属丝网网格，因此将该固体润滑剂、耐热材料6和加固件5以混合形式一体化成形，由此，外层37的外表面39形成为光滑表面42，其中，由加固件5组成的表面40和由烧结固体润滑剂组成的表面41以混合形式一体化呈现。

Description

球形环密封件和生产球形环密封件的方法

技术领域

本发明涉及用于汽车排气管球形接头的球形环密封件和生产这种球形环密封件的方法。

背景技术

关于汽车发动机的废气，在图19中示出了汽车发动机排气通道的一个实例，在发动机的各汽缸（未示出）中产生的废气在排放歧管催化净化器600中收集，并通过排气管601和排气管602送到辅助消声器603中。穿过该辅助消声器603的废气被进一步通过排气管604和排气管605送到消声器606中，并且通过该消音器606释放到大气中。

由于诸如发动机的颠簸特性和振动，诸如排气管601和排气管602以及排气管604和排气管605、辅助消音器603和消音器606等排放系统构件受到重复的应力作用。特别地，在高速旋转和高功率发动机的情况下，施加在排放系统构件上的应力非常大。由此，排放系统构件可能产生疲劳失效，发动机振动可能引起排放系统构件共振，因而在一些情况下破坏车厢的安静。为了克服这些问题，位于排气歧管催化净化器600和排气管601之间的连接部分607和位于排气管604和排气管605之间的连接部分608由诸如排气管球形接头或波纹管型接头等吸振机构可动地连接，由此，提供了这样的优势，即由于诸如汽车发动机的颠簸特性和振动等因素导致的排气系统构件重复受到的应力被吸收，因此，避免了排气系统构件的疲劳失效等，并克服了发动机引起排气系统构件共振和破坏汽车车厢内部安静的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-54-76759

专利文献2：JP-B-4-48973

专利文献3：JP-A-6-123362

发明内容

本发明要解决的问题

作为上述吸振机构的一个实例，可以引用专利文献1中所述的排气管接头和用于该接头的排气密封件。用于专利文献1所述球形管接头的该密封件具有如下优势，与波纹管型接头相比，其可以使得生产成本减少并获得更优的耐用性。然而，该密封件是这样形成的，即，使得由膨胀石墨制成的耐热材料和由金属丝网制成的加固件被压缩以由耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并且由此以混合形式一体化形成耐热材料和加固件。这样，除了会由于诸如加固件对耐热材料的比例和耐热材料与加固件的压缩程度等因素而导致的废气通过球形环密封件本身而泄露的问题外，该密封件还存在由于与配合件滑动接触的部分凸出球形表面处存在耐热材料而产生异常摩擦噪音的问题。例如，如果加固件对耐热材料的比例很大，并且耐热材料的压缩程度很小，那么可能的是：由于耐热材料相对于无穷小的通道（缝隙）围绕加固件的密封程度降低而发生初始泄露，并且由于诸如在大压力下耐热材料被氧化磨损而使得废气可能在早期阶段泄露。另外，如果在部分凸出球形表面处的耐热材料相对于加固件的暴露率很大，那么可能发生粘-滑效应，可能由于该粘-滑效应而产生异常摩擦噪音。

已知专利文献2中公开了一种用以克服上述抽气密封缺点的密封件。该密封件通过以下方式形成，即，将由金属丝网制成的加固件叠置在由填充聚四氟乙烯树脂并且其上涂覆有聚四氟乙烯树脂的膨胀石墨制成的板状耐热材料，从而形成带状部分，通过卷绕带状部分，使得填充聚四氟乙烯树脂并且其上涂覆有聚四氟乙烯树脂的表面置于其外侧，以形成中空圆筒形叠层，并使该中空圆筒形叠层沿该叠层的轴线方向压缩成形。因此，描述了密封件，该密封件中，填充聚四氟乙烯树脂并且其上涂覆有聚四氟乙烯树脂的表面暴露在构成滑动表面（密封表面）的外周表面上。至于该密封件，涂覆并形成在该表面上的聚四氟乙烯树脂具有诸如减少摩擦系数和避免将用以形成基底件的耐热材料传送到配合件的表面等操作效果。另外，由于聚四氟乙烯树脂的摩擦阻力不具有相对于滑动速度的负阻力，所以在抑制基于粘-滑效应（粘着-滑动）的自励振动产生上可以获得额外效果，结合上述操作效果，由此可以避免产生异常摩擦噪音。

上述专利文献2所述的密封件克服了上述专利文献1所述的排气密封的问题。然而，抑制基于粘-滑效应的自励振动的产生并由此避免产生异常摩擦噪音的效果——专利文献2所述密封件的操作效果——被限制用于在密封件上的环境温度是聚四氟乙烯树脂的熔点（327°C）或者该熔点以下的情况，并且，在环境温度超过该熔点的情况下，会不可避免地间歇性地产生由于粘-滑效应而导致的异常摩擦噪音。

专利文献3所述的密封件具有以下优势，即能够尽可能地在实践中避免由于与配合件可滑动接触的、专利文献1所述密封件部分凸出球形表面上的耐热材料而产生异常摩擦噪音的缺点，这是因为其滑动表面（部分凸出球形表面）形成在这样的光滑表面上，在该光滑表面上，由金属丝网制成的变形和缠结的加固件与填充该加固件的金属丝网网格并保持在其中的固体润滑剂以混合形式一体化制成。然而，该专利文献所述的密封件中的润滑剂中的铝会损坏配合件的表面，并因此，可能频繁地导致产生异常摩擦噪音并使得密封性下降。

本发明涉及改进上述专利文献3所述的球形环密封件，其目的是提供一种能够消除在与配合件滑动过程中产生的异常摩擦噪音并具有稳定密封性能的球形环密封件，以及提供一种生产该球形环密封件的方法。

解决所述问题的方法

根据本发明的球形环密封件是用于排气管接头的球形环密封件，其包括：球形环基底件，该球形环基底件由圆筒形内表面、部分凸出球形表面和所述部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面所限定；以及外层，该外层一体化形成在所述球形环基底件的所述部分凸出球形表面上，其中，所述球形环基底件包括由金属丝网制成的加固件和包含膨胀石墨的耐热材料，所述耐热材料被压缩成填充所述加固件的金属丝网网格且以混合形式与所述加固件一体化形成，并且其中，在所述外层，包含石墨的耐热材料、包含质量比为23%至75%的六方氮化硼和质量比为23%至75%的熔融氟碳树脂的润滑成分的烧结固体润滑剂以及由金属丝网制成的加固件被压缩，使得所述固体润滑剂和所述耐热材料填充所述加固件的网格，并且使得所述固体润滑剂、所述耐热材料和所述加固件以混合形式一体化制成，外层的外表面形成为光滑表面，其中，由所述加固件构成的表面和由所述固体润滑剂组成的表面以混合形式呈现。

按照根据本发明的球形环密封件，在与用作相对配合件之滑动件的球形环基底件的部分凸出球形表面一体化形成的外层中，包含膨胀石墨的耐热材料、由包含质量比为23%至75%的六方氮化硼和质量比为23%至75%的熔融氟碳树脂的润滑成分组成的烧结固体润滑剂以及由金属丝网制成的加固件被压缩，使得所述固体润滑剂和所述耐热材料填充所述加固件的金属丝网网格，并且使得所述固体润滑剂、所述耐热材料和所述加固件以混合形式一体化制成，外层的外表面形成为光滑表面，其中，由所述加固件组成的表面和由所述固体润滑剂组成的表面以混合形式呈现。同样地，由于相对于配合件的滑动发生在所述烧结固体润滑剂和所述加固件以混合形式呈现的光滑表面上，所以，不可能对配合件的表面产生损坏，并且可以避免异常摩擦噪音的产生。

所述润滑成分可以包含质量比不超过16%的石墨。另外，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）二者中每一个都适于用作上述烧结固体润滑剂的熔融氟碳树脂。另外，六方氮化硼特别在高温范围内具有优良的润滑能力，且以23%至75%的质量比包含在润滑成分中。

在根据本发明的球形环密封件中，在球形环基底件和外层中包含质量比为40%至65%的、由金属丝网制成的加固件以及质量比为35%至60%的、包含膨胀石墨的耐热材料和固体润滑剂，在所述球形环基底件和所述外层中的所述耐热材料和所述固体润滑剂优选的密度为1.200Mg/m³至2.00Mg/m³。另外，在外层中，可以包含有由金属丝网制成的、质量比为60%至75%的加固件，以及质量比为25%至40%的、包含膨胀石墨的耐热材料和固体润滑剂。

在根据本发明的球形环密封件中，由于所述外层具有由暴露表面形成的外表面——所述暴露表面中，由加固件构成的表面和由烧结固体润滑剂构成的表面以混合形式呈现——所以，可以确保与所述外层的外表面接触（滑动）的配合件之间的顺利滑动。另外，在外表面上由固体润滑剂组成的表面可以由所述加固件组成的表面加以保持，并且，可以合适地将固体润滑剂从外层的外表面传送到配合件的表面上，并且刮掉传送到所述配合件的表面上的过量的固体润滑剂，从而可以确保在延长的时间段内进行顺利滑动，并且可以消除与配合件滑动时产生的异常摩擦噪音。

在根据本发明的球形环密封件中，所述耐热材料可以包括含有作为抗氧化剂的、质量比为0.1%至16.0%的磷酸盐或质量比为0.05%至5.0%的五氧化二磷，或者质量比为0.1%至16.0%的磷酸盐、质量比为0.05%至5.0%的五氧化二磷和膨胀石墨。

该包含作为抗氧化剂的磷酸盐或五氧化二磷或者磷酸盐、五氧化二磷和膨胀石墨的耐热材料能够提高所述球形环密封件本身的耐热特性和抗氧化损耗特性，并且允许在高温区域中使用所述球形环密封件。

根据本发明的一种生产用于排气管接头的球形环密封件的方法，其中所述球形环密封件包括：球形环基底件，该球形环基底件由圆筒形内表面、部分凸出球形表面和所述部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面所限定；以及外层，该外层一体化形成在所述球形环基底件的所述部分凸出球形表面上，所述方法包括以下步骤：（a）制备由膨胀石墨板构成的耐热材料；（b）制备由通过编织细金属丝获得的金属丝网制成的加固件，并在通过将所述加固件叠置在所述耐热材料上形成重叠组件后，将所述重叠组件卷绕成中空圆柱形，以由此形成管状基底件；（c）制备由熔融氟碳树脂粉、六方氮化硼粉、表面活性剂和水组成的润滑成分的水性分散体；（d）制备由膨胀石墨板组成的另一耐热材料，将所述水性分散体涂施到所述另一耐热材料的一个表面，并干燥所述表面，由此在所述另一耐热材料的表面上形成由包含六方氮化硼和熔融氟碳树脂的润滑成分组成的固体润滑剂涂层；（e）在不低于所述熔融氟碳树脂熔点的温度下烧结涂覆在所述耐热材料的表面上的所述固体润滑剂涂层，由此在所述耐热材料的一个表面上形成固体润滑剂烧结涂层；（f）将具有所述烧结涂层的所述耐热材料插入通过编织细金属丝获得的金属丝网制成的另一加固件的金属丝网构成的两层之间，并将具有插入到由金属丝网组成的所述两层中的所述耐热材料的加固件送给到一对辊子的辊隙中，以给其施加压力，使得所述耐热材料和所述耐热材料的表面上的烧结涂层填充所述加固件的金属丝网网格，由此形成扁平的外层成形构件，在所述外层成形构件的表面上，由所述加固件组成的表面和由所述烧结涂层组成的表面以混合形式暴露；（g）绕所述管状基底件的外周表面卷绕所述外层成形构件，使其烧结涂层面向外侧，由此形成圆筒形预成型件；以及（h）将所述圆筒形预成型件套置在模具的内芯的外周表面，将所述内芯置于所述模具中，并使所述圆筒形预成型件在所述模具中沿所述内芯的轴线方向受压缩成形，其中，将所述球形环基底件成形为：随着包含膨胀石墨的所述耐热材料和由所述金属丝网制成的所述加固件彼此压缩并彼此缠绕而设置成一体化结构，并且其中，在所述外层中，将包含膨胀石墨的耐热材料、由六方氮化硼和氟碳树脂的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的加固件进行压缩，使得所述烧结固体润滑剂和所述耐热材料填充所述加固件的金属丝网网格，并且使得所述烧结固体润滑剂、所述耐热材料和所述加固件以混合形式一体化制成，所述外层的外表面形成在光滑表面上，其中，由所述加固件组成的表面和由所述烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式呈现。

按照根据本发明的生产球形环密封件的方法，当将在所述耐热材料的一个表面上的、由至少包含六方氮化硼和熔融氟碳树脂的润滑成分组成的烧结涂层的固体润滑剂通过由所述金属丝网制成的加固件保持时，所述球形环密封件的外层外表面可以通过暴露表面而形成，所述暴露表面上，由所述加固件组成的表面和由所述烧结涂层固体润滑剂组成的表面以混合形式呈现。由此，可以进一步确保与所述外层的外表面接触（滑动）的配合件之间的顺利滑动。另外，在所述暴露表面上的由烧结涂层的固体润滑剂组成的表面可以由所述加固件所组成的表面加以保持，并且，可以合适地将烧结固体润滑剂从外层的外表面传送到配合件的表面上，并且刮掉传送到所述配合件的表面上的过量的固体润滑剂薄膜，从而可以确保在延长的时间段内进行顺利滑动，并且可以消除与配合件滑动时产生的异常摩擦噪音。

在根据本发明的生产球形环密封件的方法中，涂覆到所述耐热材料的一个表面上的润滑成分的水性分散体由通过乳化聚合方法获得的平均颗粒尺寸为0.01至1μm的熔融氟碳树脂粉、平均颗粒尺寸为0.01至1μm的六方氮化硼粉、表面活性剂和水组成。在所述水性分散体中可以进一步包含石墨粉，并且在所述水性分散体中，可以包含水性有机溶剂。

四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）二者中的一个适于用作熔融氟碳树脂。包含在水性分散体中的熔融氟碳树脂粉的含量优选的质量比为11.5%至45%，更优选的质量比为27.5%至33%。

包含在水性分散体中的六方氮化硼粉的含量优选的质量比为11.5%至45%，更优选的质量比为22.5%至27%。所述六方氮化硼特别在高温区域中具有优良的润滑能力，并且在这种水性分散体中可以包含质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂。

另外，在优选实例中，水性分散体由质量比为11.5%至45%的熔融氟碳树脂粉、质量比为11.5%至45%的六方氮化硼、质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂和质量比为25%至45%的水组成。

包括上述熔融氟碳树脂粉和六方氮化硼的水性分散体还可以包括质量比为0.5%至9%、优选地质量比为1%至5%的石墨粉。所述石墨粉提高了由所述熔融氟碳树脂成分组成的滑动层在所述配合件表面上的薄膜成形能力。

在根据本发明的生产球形环密封件的方法中，由润滑成分组成的涂层是这样形成的，即，将水性分散体用辊涂、刷涂、喷涂等方法涂施到所述耐热材料一个表面上，使之干燥并随后在加热炉中进行烧结。烧结温度在所述熔融氟碳树脂熔点T至（T+150°C）之间的范围内，优选地在（T+5°C）至（T+135°C）之间的范围内，更优选地在（T+10°C）至（T+125°C）之间的范围内。在使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）的情况下，熔点为305°C，使得烧结温度落入305°C至455°C之间的范围内，优选地落入310°C至440°C之间的范围内，更优选地落入315°C至430°C之间的范围内。如果该烧结温度过低，则很难形成均匀的熔融氟碳树脂成分涂层，而如果该烧结温度过高，则该熔融氟碳树脂成分容易发生热劣化。

在根据本发明的生产球形环密封件的方法的优选实例中，球形环基底件和外层中包含质量比为40%至65%的、由金属丝网制成的加固件以及质量比为35%至60%的、包含膨胀石墨的耐热材料和润滑剂，在所述球形环基底件和所述外层中的所述耐热材料和所述固体润滑剂优选的密度为1.20至2.00Mg/m³。另外，在外层中，可以包含有由金属丝网构成的、质量比为60%至75%的加固件，以及质量比为25%至40%的、包含膨胀石墨的耐热材料和所述固体润滑剂。

本发明的有益效果

根据本发明，可以提供一种球形环密封件，所述球形环密封件能够消除废气泄露并消除异常摩擦噪音的产生，且具有稳定的密封性能，也提供了一种生产所述球形环密封件的方法。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例生产的球形环密封件的竖直剖视图；

图2是图1所示的球形环密封件的部分放大示意图；

图3是根据本发明在生产球形环密封件的过程中形成加固件的方法的说明示意图；

图4是根据本发明在生产球形环密封件的过程中的耐热材料的透视图；

图5是示出了所述加固件的金属丝网网格的俯视图；

图6是根据本发明在生产球形环密封件的过程中的重叠组件的透视图；

图7是根据本发明在生产球形环密封件过程中的管状基底件的俯视图；

图8是图7所示管状基底件的竖直剖视图；

图9是根据本发明在生产球形环密封件的过程中的耐热材料的透视图；

图10是根据本发明在生产球形环密封件的过程中具有固体润滑剂涂层的耐热材料的剖视图；

图11是根据本发明在生产球形环密封件的过程中形成外层成形构件的第一方法的说明示意图；

图12是根据本发明在生产球形环密封件的过程中形成外层成形构件的第一方法的说明示意图；

图13是根据本发明在生产球形环密封件的过程中由第一成形方法获得的外层成形构件的竖直剖视图；

图14是根据本发明在生产球形环密封件的过程中形成外层成形构件的第二方法的说明示意图；

图15是根据本发明在生产球形环密封件的过程中形成外层成形构件的第二方法的说明示意图；

图16是根据本发明在生产球形环密封件的过程中的圆筒形预成型件俯视图；

图17是示出了根据本发明在生产球形环密封件的过程中圆筒形预成型件插入模具中的状态的剖视图；

图18是示出了根据本发明结合球形环密封件的排气管接头的竖直剖视图；

图19是发动机排气系统的说明示意图。

具体实施方式

下面，将基于图中所示的优选实施例更详细地描述本发明以及实现本发明的方式。应当注意的是，本发明不限于这些实施例。

将描述根据本发明的球形环密封件的组成材料和生产该球形环密封件的方法。

<关于耐热材料I以及生产这种材料的方法>

在搅拌浓度为98%的浓硫酸的同时，将浓度为60%的过氧化氢水溶液加入其中作为氧化剂，并且该溶液用作反应溶液。冷却该反应溶液，并将温度保持在10°C，将粒度为30至80目的天然片状石墨粉加入到该反应溶液中，并且允许反应发生30分钟。在该反应后，将酸化处理的石墨粉通过抽吸过滤进行分离，并重复两次清洁操作，其中，在水中搅拌该酸化处理的石墨粉10分钟，然后进行抽吸过滤，由此，从酸化处理的石墨粉中充分除去硫酸成分。然后，将充分去除硫酸成分的、酸化处理的石墨粉置于温度保持在110°C的干燥炉中干燥3个小时，然后，该材料用作酸化处理石墨粉。

将上述酸化处理石墨粉在950°C至1200°C的温度之间加热（膨胀）处理1秒至10秒，以产生裂解气。处于石墨层之间的缝隙通过其气体压力而膨胀，以形成膨胀石墨颗粒（膨胀率：240倍至300倍）。将这些膨胀石墨颗粒送给到已调节至所需辊隙的双辊装置中，并通过辊压成形，由此，制成具有所需厚度的膨胀石墨板。该膨胀石墨板用作耐热材料I。

<关于耐热材料Ⅱ以及生产这种材料的方法>

在搅拌以与上述酸化处理石墨粉相似的方法获得的酸化处理石墨粉的同时，将作为磷酸盐的、浓度为50%的磷酸二氢铝（Al(H₂PO₄)₃）的水溶液由甲醇稀释后所得的溶液通过喷射方式与酸化处理石墨粉化合，并且被搅拌均匀，以制成具有可润湿性的混合物。将该具有可润湿性的混合物在温度保持在120°C的干燥炉中干燥两个小时。然后，使该混合物在950°C至1200°C的温度下受热（膨胀）1秒到10秒，以产生裂解气。在石墨层之间的缝隙由于气压而膨胀形成膨胀石墨颗粒（膨胀率：240至300倍）。在该膨胀处理过程中，在磷酸二氢铝的结构式中的水被去除。将所述膨胀石墨颗粒送给到已调节至所需辊隙的双辊装置中，并通过辊压成形，由此制成具有所需厚度的膨胀石墨板。该膨胀石墨板用作耐热材料Ⅱ.

在由此所制得的耐热材料Ⅱ中，包含在膨胀石墨中的磷酸二氢铝的质量比为0.5%至16%。包含该磷酸盐的该膨胀石墨允许在例如600°C或超过600°C的高温范围内使用，因为膨胀石墨本身的耐热性提高了，并且被赋予氧化抑制作用。除了上述磷酸二氢铝外，还可以使用磷酸氢二锂（Li₂HPO₄）、磷酸二氢钙（Ca(H₂PO₄)₂）、磷酸氢钙（CaHPO₄）和磷酸氢二铝（Al₂(HPO₄)₃）作为磷酸盐。

<关于耐热材料III和生产这种耐热材料的方法>

在搅拌以与上述酸化处理石墨粉相似的方法获得的酸化处理石墨粉的同时，将作为磷酸盐的、浓度为50%的磷酸二氢铝的水溶液和作为磷酸的、浓度为84%的正磷酸（H₃PO₄）的水溶液由甲醇稀释所得的溶液通过喷射方式与酸化处理石墨粉化合，并且搅拌均匀，以制成具有可润湿性的混合物。该具有可润湿性的混合物在温度保持在120°C的干燥炉中干燥两个小时。然后，将该混合物在950°C至1200°C的温度下加热（膨胀）1秒到10秒，以产生裂解气。在各石墨层之间的缝隙由于气压而膨胀形成膨胀石墨颗粒（膨胀率：240至300倍）。在该膨胀处理过程中，在磷酸二氢铝的结构式中的水被去除，并且正磷酸进行脱水反应而产生五氧化二磷。将所述膨胀石墨颗粒送给到已调节至所需辊隙的双辊装置中，并通过辊压成形，由此，制成具有所需厚度的膨胀石墨板。该膨胀石墨板用作耐热材料III.

在由此所制的耐热材料III中，包含在膨胀石墨中的磷酸二氢铝和五氧化二磷的质量比分别为0.5%至16%之间和0.05%至5%之间。包含磷酸盐和五氧化二磷的该膨胀石墨允许在例如600°C或超过600°C的高温范围内使用，因为膨胀石墨本身的耐热性提高了，并且具有氧化抑制作用。除了上述的正磷酸外，还可以使用偏磷酸（HPO₃）、多磷酸等作为磷酸。

优选地，使用密度为1.0Mg/m³至1.15Mg/m³左右且厚度为0.3mm至0.6mm左右的板材料作为耐热材料。

<关于加固件>

可以使用金属丝编织网作为加固件，该金属丝编织网通过编织一个或多个细金属丝而形成，所述细金属丝包括：作为铁基金属丝，由诸如奥氏体不锈钢SUS304、SUS310S和SUS316、铁素体不锈钢SUS430或铁丝（JIS-G-3532）或镀锌钢丝（JIS-G-3547）制成的不锈钢丝；或作为铜丝，由铜镍合金（cupro-nickel）丝、铜镍锌合金（nickel silver）丝、黄铜丝或铍铜合金丝制成的金属丝构件。

直径为0.28mm至0.32mm左右的细铜丝被用作用于形成金属丝网的细金属丝。对于由该直径的细金属丝所形成的球形环基底件网的金属丝网的网格尺寸（见图5，示出了编织金属丝网），适合使用长为4mm至6mm、宽为3mm至5mm左右的网格尺寸，然而，对于外层的金属丝网网格尺寸（见图5），适合使用长为2.5mm至3.5mm、宽为1.5mm至2.5mm左右的网格尺寸，

<关于固体润滑剂和涂层>

固体润滑剂由包含质量比为23%至75%的六方氮化硼和质量比为23%至75%的熔融氟碳树脂的润滑成分（润滑组合物）组成。

在生产过程中，该固体润滑剂以水性分散体的形式使用，该水性分散体包括质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01μm至1μm的熔融氟碳树脂粉末、质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01μm至1μm的六方氮化硼、质量比为0.1%至30%的表面活性剂以及余量的水（质量比为25%至45%）.

四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）二者中的每一个都可以用作熔融氟碳树脂。包含在水性分散体中的熔融氟碳树脂粉的质量含量为11.5%至45%，优选地，质量含量为27.5%至33%。

六方氮化硼具有优良的润滑能力，特别在高温区域，包含在水性分散体中的六方氮化硼粉的质量含量为11.5%至45%，优选地，质量含量为22.5%至27%。

只要能够允许熔融氟碳树脂粉均匀地分散在水中，那么包含在水性分散体中的表面活性剂就是足够的，并且可以使用阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂中的任一种。例如，可以引用诸如烷基硫酸钠、烷基醚硫酸钠、三乙醇胺烷基硫酸盐、三乙醇胺烷基醚硫酸盐、烷基硫酸铵、烷基醚硫酸铵、烷基醚磷酸钠、氟代烷基羧酸钠等阴离子型表面活性剂；诸如烷基铵盐、烷基苄基铵盐等阳离子型表面活性剂；诸如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙苯基醚、聚氧乙烯烷基酯、丙二醇-环氧丙烷共聚物、全氟烷基环氧乙烷添加剂、2-乙基-己醇-环氧乙烷添加剂等非离子型表面活性剂；以及诸如烷基氨基乙酸甜菜碱、烷基酰氨基乙酸甜菜碱、咪唑（imidazolium）甜菜碱等两性表面活性剂。具体地，阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂是优选的。特别优选的表面活性剂是热解残留量较少、具有氧乙烯链的非离子型表面活性剂。

通常，表面活性剂的质量含量是熔融氟碳树脂粉含量的0.1至30%，特别优选地，是其熔融氟碳树脂粉含量的0.2%至20%。如果表面活性剂的含量过少，那么熔融氟碳树脂粉的分散过程会变得不均匀，而如果表面活性剂的含量过多，那么由于烧结而形成的表面活性剂中的热解残留会变大，并且会发生染色，另外，会导致涂层的耐热性降低、无粘着力等。

包括熔融氟碳树脂粉、六方氮化硼粉和上述表面活性剂的水性分散体还可以包含质量比为0.5%至8%、优选地为1%至5%的石墨粉。石墨粉提高了由熔融氟碳树脂成分组成的滑动层在配合件表面上的薄膜成形能力。

在上述包括熔融氟碳树脂粉、六方氮化硼粉、表面活性剂和水或者包括熔融氟碳树脂粉、六方氮化硼粉、石墨粉、表面活性剂和水的水性分散体还可以包括水性有机溶剂。例如，可以引用诸如甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇和丙三醇等醇基溶剂；诸如甲基溶纤剂、溶纤剂和丁基溶纤剂等酮基溶剂；诸如乙二醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇等乙二醇基溶剂；诸如二甲基甲酰脘和二甲基乙酰胺等酰氨基溶剂；以及诸如N-甲基-2-吡咯烷酮等内酰胺基溶剂。水性有机溶剂的重量是总水量的0.5%至50%，优选地，其重量是总水量的1%至30%。水性有机溶剂具有湿润熔融氟碳树脂的功能，并与六方氮化硼形成均匀混合物，由于水性有机溶剂在烧结过程中蒸发，所以其对涂覆过程不造成有害影响。

使用以下水性分散体中的任一种作为含熔融氟碳树脂成分的水性分散体：（1）质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的熔融氟碳树脂粉、质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的六方氮化硼粉、质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂以及质量比为25%至45%的余量的水所组成的水性分散体；（2）质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的熔融氟碳树脂粉、质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的六方氮化硼粉、质量比为0.5%至8%的石墨粉、质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂以及质量比为25%至45%的余量的水所组成的水性分散体；（3）上述（1）中的水性分散体进一步包含质量比为0.1%至22.5%的水性有机溶剂而组成的水性分散体；以及（4）上述（2）中的水性分散体进一步包含质量比为0.1%至22.5%的水性有机溶剂而组成的水性分散体。

将上述水性分散体通过辊涂、刷涂、喷涂等方法施加到耐热材料的一个表面上，并且在该耐热材料的这一个表面上形成由润滑成分组成的固体润滑剂涂层。干燥该固体润滑剂涂层，然后在加热炉中在熔融氟碳树脂的熔点T至（T+150°C）范围内的温度（优选地，温度范围为（T+5°C）至（T+135°C），更优选地，温度范围为（T+10°C）至（T+125°C））下烧结该涂层10至30分钟，由此，在耐热材料的这一个表面上形成固体润滑剂的烧结涂层。

下面参照附图，将描述由上述组成材料所组成的球形环密封件的生产方法。

（第一步）如图3所示，通过用直径为0.28至0.32mm的细金属丝编织为圆筒形而形成的中空圆筒形编织金属丝网1，该中空编织金属丝网1的网格尺寸为：长4mm至6mm左右，宽3mm至5mm左右（见图5），使该中空编织金属丝网1在辊子2和3之间穿过，由此制成具有预定宽度D的带形金属丝网4。然后通过将该带形金属丝网4切割预定长度L而制成加固件5。

（第二步）如图4所示，制备用于球形环基底件的耐热材料6（由耐热材料Ⅰ、耐热材料Ⅱ和耐热材料Ⅲ中的一种构成），其密度为1.0Mg/m³至1.5Mg/m³，优选地为1.0Mg/m³至1.2Mg/m³，使得其宽度d相对于上述加固件5的宽度D为(1.10×D)mm至(2.10×D)mm，长度l相对于加固件5的长度L为(1.30×L)mm至(2.70×L)mm。

（第三步）制备重叠组件12，该组件12中耐热材料6和加固件5中的一个叠置在另一个上，其制备过程如下：在如下所述的球形环密封件38（见图1）中，为确保耐热材料6全部暴露在部分凸出的球形表面33的大直径侧环形端面34上，如图6所示，耐热材料6被制成沿宽度方向从加固件5的一个宽度方向端部7突出最大值(0.10～0.80)×D mm，该宽度方向的端部用作部分凸出的球形表面33的大直径侧环形端面34。而且，耐热材料6从所述端部7沿宽度方向的突出量为δ1，其被制成大于其沿宽度方向从加固件5的另一宽度方向端部8的突出量δ2，另一宽度方向端部8用作部分凸出的球形表面33的小直径侧环形端面35。另外，耐热材料6被制成沿纵向方向从加固件5的一个纵向端9突出最大值(0.30～1.70)x L mm，而加固件5的另一纵向端10和对应于该纵向端10的耐热材料6的纵向端11被制成彼此相配。

（第四步）如图7所示，将重叠组件12卷绕起来，使耐热材料6放置在内侧，使得耐热材料6多卷绕一圈，由此形成管状基底件13，其中耐热材料6同时暴露在内周侧和周侧。提前制备相对于加固件5的长度L具有(1.30x L)mm至(2.70x L)mm的长度l的一种材料作为耐热材料6，使得耐热材料6在管状基底件13中的卷绕圈数大于加固件5的卷绕圈数。如图8所示，在管状基底件13中，耐热材料6在其一个宽度方向的端侧上，沿宽度方向从加固件5的一端7突出δ1，而耐热材料6在其另一个宽度方向的端侧上的，沿宽度方向从加固件5的另一端8突出δ2。

（第五步）单独制备诸如图9中所示的另一个耐热材料6，该耐热材料6与上述耐热材料6相似，但是宽度d小于加固件5的宽度D，并且其长度l能够使其卷绕管状基底件13一圈。

（第六步）制备以下水性分散体中的任一种作为水性分散体：（1）由质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的熔融氟碳树脂粉、质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的六方氮化硼、质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂以及质量比为25%至45%的余量的水所组成的水性分散体；（2）质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的熔融氟碳树脂粉、质量比为12.5%至45%且平均颗粒尺寸为0.01至1μm的六方氮化硼、质量比为0.5%至8%的石墨粉、质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂以及质量比为25%至45%的余量的水所组成的水性分散体；（3）上述（1）中的水性分散体进一步包含质量比为0.1%至22.5%的水性有机溶剂而组成的水性分散体；以及（4）上述（2）中的水性分散体包含质量比为0.1%至22.5%的水性有机溶剂而组成的水性分散体。

（第七步）将上述水性分散体（1）至（4）中的一种通过刷涂、辊涂、喷涂等方法施加到图9所示耐热材料6的一个表面上，并且将该涂层在100°C的温度下干燥，由此形成由润滑成分构成的固体润滑剂涂层，如图10所示。

（第八步）将具有形成在一个表面上的、由润滑成分组成的固体润滑剂涂层14的耐热材料6在加热炉中烧结，烧结的温度是在熔融氟碳树脂的熔点（T）至（T+150°C）范围内的温度（优选地，温度范围为（T+5°C）至（T+135°C），更优选地，温度范围为（T+10°C）至（T+125°C）），由此，在耐热材料6的这一个表面上形成固体润滑剂的烧结涂层15。

（第九步）

<方法1>如图11至图13所示，将具有由固体润滑剂形成的烧结涂层15的耐热材料6连续地插入（见图11）到由编织机（未示出）连续编织直径为0.28至0.32mm的细金属丝而获得的中空圆筒形编织金属丝网所组成的外层加固件5中。将具有插入其中的耐热材料6的加固件5从插入开始端侧开始送给到具有光滑圆筒形外周表面的一对圆柱形辊子16和17之间的辊隙△1中，使得通过在耐热材料6的厚度方向上施压而被一体化（见图12），由此使得耐热材料6和形成在该耐热材料6表面上的固体润滑剂烧结涂层15填充用作外层的加固件5的金属丝网网格。因此，制成了扁平的外层成形构件20，在该外层成形构件20的表面中，由用作外层的加固件5组成的表面18和由烧结固体润滑剂组成的表面19以混合形式暴露。

<方法2>单独制备由上述第一步所述的带形金属丝网4组成的加固件5，并且如图14所示，将具有由固体润滑剂形成的烧结涂层15的耐热材料6插入用作外层的、由带形金属丝网4组成的加固件5，并且如图15所示，将该组件送给到辊子21和22之间的辊隙△1中，使得通过在耐热材料6的厚度方向上施压而被一体化，由此使得耐热材料6和形成在该耐热材料6表面上的固体润滑剂烧结涂层15填充用作外层的加固件5的金属丝网网格。因此，制成了扁平的外层成形构件20，在该外层成形构件20的表面中，由用作外层的加固件5组成的表面18和由烧结固体润滑剂组成的表面19以混合形式暴露。

<方法3（未示出）>制备平的编织金属丝网，其是由编织直径为0.28至0.32mm的细金属丝而形成的编织金属丝网。将由该平的编织金属丝网制成的、用作外层的加固件5切割成预定的长度和宽度，并制备这些加固件5中的两个。将具有由固体润滑剂形成的烧结涂层15的耐热材料6插入到两个用作外层的加固件5之间，并且将该组件送给到一对辊子21和22之间的辊隙△1中，使得通过在耐热材料6的厚度方向上施压而被一体化，由此耐热材料6和形成在该耐热材料6表面上的固体润滑剂烧结涂层15填充用作外层的加固件5的金属丝网网格。因此，制成了扁平的外层成形构件20，在该外层成形构件20的表面中，由用作外层的加固件5组成的表面18和由烧结固体润滑剂组成的表面19以混合形式暴露。

在上述第一、第二和第三方法中，在一对圆柱形辊子16和17以及辊子21和22之间的辊隙△1的适合尺寸为0.4mm至0.6mm左右。

（第十步）将由此获得的外层成形构件20围绕管状基底件13的外周表面卷绕，使其烧结涂层15置于外侧上，由此制备成圆筒形预成型件23（见图16）。

（第十一步）制备如图17所示的模具30，该模具30在其内表面具有圆筒形壁表面24、从该圆筒形壁表面24连续延伸的部分凹形球形壁表面25和从该部分凸出球形壁表面25连续延伸的通孔26，其中，中空的圆筒形部分28和从该中空的圆筒形部分28连续延伸的球形环中空部分29形成在其内部，同时将台阶形内芯27（stepped core）适配地插入通孔26中。然后，将圆筒形预成型件23套置在模具30的台阶形内芯27上。

设置在模具30的中空圆筒部分28和球形环中空部分29中的圆筒形预成型件23在沿内芯轴线方向上受到98至294N/mm²(1至3吨/cm²)的压力下压缩成形。由此，制成球形环密封件38，该球形环密封件38包括球形环基底件36和外层37，球形环基底件36在其中心部分具有通孔并由圆筒形内表面32、部分凸出球形表面33、该部分凸出球形表面33的大直径侧环形端面34和小直径侧环形端面35所限定，外层37一体形成在球形环基底件36的部分凸出球形表面33上，如图1和图2所示。

通过该压缩成形方法，球形环基底件36构造成提供结构的完整性，因为耐热材料6和加固件5彼此压缩并彼此缠绕。在外层37中，将耐热材料6、由润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的加固件5进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料6填充加固件5的金属丝网网格，固体润滑剂、耐热材料6和加固件5以混合形式一体化成形，由此，外层37的外表面39形成为光滑表面42，其中由加固件5组成的表面40和由烧结固体润滑剂组成的表面41以混合形式呈现。

在所制的球形环密封件38的球形环基底件36和外层37中，含有质量比为40%至65%的、由金属丝网组成的加固件5，并包含有质量比为35%至60%的、包含膨胀石墨的耐热材料6和烧结固体润滑剂。球形环基底件36和外层37中的耐热材料6与烧结固体润滑剂的密度为1.20Mg/m³至2.00Mg/m³。

另外，如果只注意外层37，那么在外层37中，包含有质量比为60%至75%的、由金属丝网组成的加固件5，也包含有质量比为25%至40%的、包含膨胀石墨和烧结固体润滑剂的耐热材料6。

在上述第四步中，如果管状基底件13在这样的状态下通过卷绕重叠组件12成形，即，使由带形金属丝网4组成的加固件5置于内侧，而不是耐热材料6置于内侧，则可以制成这样的球形环密封件38，其中，由金属丝网组成的加固件5暴露在球形环基底件36的圆筒形内表面32上。

球形环密封件38通过结合到如图18所示的排气管球形接头中而被使用。即在图18所示的排气管球形接头中，在连接到发动机侧的上游侧排气管100的外周表面上竖直地设置有凸缘200，并留出管端部分101。将球形环密封件38在限定通孔31的圆筒形内表面32处套置到管端部分101上，并用其抵接到凸缘200的大直径侧环形端面34进行密封。张开部分301一体化地具有凹形球形表面部分302和从该凹形球形表面部分302连续延伸的凸缘部分303，该张开部分301固定到下游侧排气管300，该下游侧排气管300以这样的方式设置，即其与上游侧排气管100相对，并连接到消音器侧。该凹形球形表面部分302的内表面304与光滑表面42滑动接触，在该光滑表面中，由加固件5组成的表面40和由烧结固体润滑剂组成的表面41在球形环密封件38的外层37的外表面39中以混合形式呈现。

在如图18所示的排气管球形接头中，下游侧排气管300通过一对螺栓400和一对盘簧500被持续弹性地朝向上游侧排气管100推动，各所述螺栓400都具有固定到凸缘200的一端和通过插入到张开部分301的凸缘部分303内而布置的另一端，盘簧各盘簧500被安置在螺栓400的大头端和凸缘部分303之间。另外，排气管球形接头被布置成：通过用作球形环密封件38的外层37的滑动表面的光滑表面42和形成在下游侧排气管300端部的张开部分301的凹形球形表面部分302的内表面304之间的滑动接触，允许上游侧排气管100和下游侧排气管300中产生相对的角度位移。

实例下面将根据实例详细描述本发明。应当注意的是，本发明不限制为这些实例。

<实例1至实例3>

通过使用直径为0.28mm的一种奥氏体不锈钢丝（SUS304）作为细金属丝，制成网格尺寸为长4mm、宽5mm的圆筒形编织金属丝网，并且使之在一对辊子之间穿过而形成带形金属丝网。该金属丝网用作球形环基底件的加固件。使用密度为1.12Mg/m³、厚度为0.38mm的膨胀石墨板（耐热材料I）作为耐热材料。在卷绕耐热材料一圈后，用作球形环基底件的加固件叠置在耐热材料的内侧，并且卷绕该重叠组件，由此制备成管状基底件，其中，耐热材料定位在最外周。在该管状基底件中，耐热材料的宽度方向上相对的两个端部沿其宽度方向分别从该球形环基底件的加固件处突出。

通过使用与上述中的金属丝相似的一种细金属丝，制成网格尺寸为长3.5mm、宽1.5mm的圆筒形编织金属丝网，并且使之在一对辊子之间穿过而形成带形金属丝网。将该金属丝网用作外层的加固件。

通过使用与上述中的耐热材料相似的一种耐热材料（耐热材料Ⅰ），单独制备宽度小于用于外层的加固件的带形金属丝网宽度的耐热材料。

使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）作为熔融氟碳树脂，并制备这样的水性分散体，即，由质量比为12.5%至37.5%且平均颗粒尺寸为0.2μm的FEP粉、质量比为12.5%至37.5%且平均颗粒尺寸为1μm的六方氮化硼粉、作为表面活性剂的质量比为5%的聚氧乙烯烷基醚（非离子型表面活性剂）以及质量比为45%的水所组成的水性分散体。

将上述水性分散体辊涂在上述单独制备的耐热材料的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP和六方氮化硼的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为25%至75%，六方氮化硼质量比为25%至75%）。

将具有烧结固体润滑剂涂层的耐热材料插入作为外层的加固件中并使之穿过一对辊子以被一体化形成，由此使耐热材料和在耐热材料表面上的烧结固体润滑剂涂层填充加固件的金属丝网网格。因此，制成扁平的外层成形构件，在该构件的表面上，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式暴露。

在其上述外层成形构件表面——由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式暴露——的正面置于外侧时，将该外层成形构件卷绕上述管状基底件的外周表面，由此制备圆筒形预成型件。该圆筒形预成型件套置在如图17所示的模具的阶梯内芯上，并被设置在该模具的中空部分。

设置在该模具的中空部分中的圆筒形预成型件沿内芯轴线方向在294N/mm³的压力下压缩成形，由此获得球形环密封件，该球形环密封件包括球形环基底件和外层，该球形环基底件具有限定在其中心部分的通孔并由圆筒形内表面、部分凸出球形表面和该部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面限定，外层一体形成在球形环基底件的部分凸出球形表面上。

通过该压缩成形方法，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。该球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为25%至75%的FEP、质量比为25%至75%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.0%至57.2%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.8%至43.0%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.60Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.7%至66.4%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为33.6%至34.3%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例4

通过使用与上述实例1的材料相似的组成材料、用与实例1同样的方式制成管状基底件。在该管状基底件中，耐热材料的沿宽度方向上相对的两端部分别沿其宽度方向从加固件突出。

使用与上述实例1的石墨板相似的膨胀石墨板作为外层的耐热材料，并且使用与上述实例1的加固件相似的加固件作为外层的加固件。

使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）作为熔融氟碳树脂，制备这样的水性分散体，即由质量比为27.5%且平均颗粒尺寸为0.2μm的PFA粉、质量比为22.5%且平均颗粒尺寸为1μm的六方氮化硼粉、作为表面活性剂的质量比为5%的聚氧乙烯烷基醚（非离子型表面活性剂）和质量比为45%的水组成的水性分散体。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由PFA和六方氮化硼的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在380°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（PFA质量比为55%，六方氮化硼质量比为45%）。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为55%的PFA、质量比为45%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.1%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.9%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.61Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.7%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.3%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例5至实例7

使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）作为熔融氟碳树脂，制备这样的水性分散体，即由质量比为11.5%至36.5%且平均颗粒尺寸为0.2μm的FEP粉、质量比为11.5%至36.5%且平均颗粒尺寸为1μm的六方氮化硼粉、质量比为2.0%至4.5%且能穿过400目筛子的天然石墨粉、作为表面活性剂的质量比为5%的聚氧乙烯烷基醚（非离子型表面活性剂）和质量比为45%的水组成的水性分散体。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP、六方氮化硼和石墨的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为23%至73%，六方氮化硼质量比为23%至73%，石墨质量比为4%至9%）。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为23%至73%的FEP、质量比为23%至73%的六方氮化硼、质量比为4%至9%的石墨的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为56.9%至57.2%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.8%至43.0%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.62Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.0%至65.7%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.3%至35.0%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例8

使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）作为熔融氟碳树脂，制备这样的水性分散体，即由质量比为27.5%且平均颗粒尺寸为0.2μm的FEP粉、质量比为22.5%且平均颗粒尺寸为1μm的六方氮化硼粉、作为表面活性剂的质量比为5%的聚氧乙烯烷基醚（非离子型表面活性剂）、作为水性有机溶剂的质量比为5%的乙二醇和质量比为40%的水组成的水性分散体。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP和六方氮化硼的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为55%，六方氮化硼质量比为45%）。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为55%的FEP、质量比为45%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.2%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.8%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.60Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.7%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.3%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例9

使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）作为熔融氟碳树脂，制备这样的水性分散体，即由质量比为25%且平均颗粒尺寸为0.2μm的FEP粉、质量比为20.5%且平均颗粒尺寸为1μm的六方氮化硼粉、质量比为4.5%且能穿过400目筛子的天然石墨粉、作为表面活性剂的质量比为5%的聚氧乙烯烷基醚（非离子型表面活性剂）、作为水性有机溶剂的质量比为5%的乙二醇和质量比为40%的水组成的水性分散体。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP、六方氮化硼和石墨的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为50%，六方氮化硼质量比为41%，石墨质量比为9%）。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为50%的FEP、质量比为41%的六方氮化硼和质量比为9%的石墨的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

实例10

使用与上述实例1相似的用作球形环基底件的加固件。使用包含质量比为4.0%的磷酸二氢铝并且密度为1.12Mg/m³、厚度为0.38mm的膨胀石墨板（耐热材料Ⅱ）作为耐热材料。其后，用与实例1同样的方式制成管状基底件。在该管状基底件中，耐热材料的沿宽度方向上相对的两端部分别沿其宽度方向从用作球形环基底件的加固件突出。

使用与上述实例1的加固件相似的加固件作为外层的加固件。单独制备与用作球形环基底件的耐热材料（耐热材料Ⅱ）相似的膨胀石墨板（耐热材料Ⅱ）作为外层的耐热材料。

使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）作为熔融氟碳树脂，制备这样的水性分散体，即由质量比为27.5%且平均颗粒尺寸为0.2μm的FEP粉、质量比为22.5%且平均颗粒尺寸为1μm的六方氮化硼粉、作为表面活性剂的质量比为5%的聚氧乙烯烷基醚（非离子型表面活性剂）和质量比为45%的水组成的水性分散体。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料（耐热材料Ⅱ）的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP和六方氮化硼的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为55%，六方氮化硼质量比为45%）。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料（耐热材料Ⅱ）和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料（耐热材料Ⅱ）、由包含质量比为55%的FEP、质量比为45%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.3%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.7%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.60Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.8%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.2%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例11

使用与上述实例1相似的用作球形环基底件的加固件。使用包含质量比为8.0%的磷酸二氢铝、质量比为1.0%的五氧化二磷、并且密度为1.12Mg/m³、厚度为0.38mm的膨胀石墨板（耐热材料Ⅲ）作为耐热材料。其后，用与实例1同样的方式制成管状基底件。在该管状基底件中，耐热材料的沿宽度方向上相对的两端部分别沿其宽度方向从用作球形环基底件的加固件突出。

使用与上述实例1的加固件相似的加固件作为外层的加固件。单独制备与用作球形环基底件的耐热材料相似的膨胀石墨板（耐热材料Ⅲ）作为外层的耐热材料。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料（耐热材料Ⅲ）的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP和六方氮化硼的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为55%，六方氮化硼质量比为45%）。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料（耐热材料Ⅲ）和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料（耐热材料Ⅲ）、由包含质量比为55%的FEP、质量比为45%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.2%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.8%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.62Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.5%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.5%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例12

通过使用与上述实例10的材料相似的组成材料、用与实例1同样的方式制成管状基底件。在该管状基底件中，耐热材料的沿宽度方向上相对的两端部分别沿其宽度方向从用作球形环基底件的加固件突出。

制备上述与实例8相似的水性分散体作为水性分散体。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕时设置成一体化结构。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为55%的FEP、质量比为45%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.4%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.6%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.61Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.9%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.1%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例13

制备上述与实例9相似的水性分散体作为水性分散体。

上述水性分散体被辊涂在上述单独制备的耐热材料（耐热材料Ⅱ）的一个表面上，在100°C的温度下干燥，以形成由FEP、六方氮化硼和石墨的润滑成分组成的固体润滑剂涂层，然后将该已涂覆的耐热材料在加热炉中在340°C的温度下烧结20分钟，由此在该耐热材料的表面上形成烧结固体润滑剂涂层（FEP质量比为50%，六方氮化硼质量比为41%，石墨质量比为9%）。

实例14

通过使用与上述实例11的材料相似的组成材料、用与实例1同样的方法制成管状基底件。在该管状基底件中，耐热材料的沿宽度方向上相对的两端部分别沿其宽度方向从加固件突出。

使用与上述实例1的加固件相似的加固件作为外层的加固件。单独制备用作球形环基底件的膨胀石墨板（耐热材料Ⅲ）作为外层的耐热材料。

制备上述与实例8相似的水性分散体作为水性分散体。

其后，以与上述实例1相似的方法获得球形环密封件。在该球形环密封件中，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。在该外层中，将耐热材料、由包含质量比为55%的FEP，质量比为45%的六方氮化硼的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的用作外层的加固件进行压缩，使得该烧结固体润滑剂和耐热材料填充加固件的金属丝网网格，并使得将该固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式一体化成形，由此，外层的外表面形成为光滑表面，该光滑表面中，由加固件组成的表面和由烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式一体化呈现。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.0%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为43.0%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.60Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为65.7%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为34.3%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

实例15

通过使用与上述实例11的材料相似的组成材料、用与实例1同样的方法制成管状基底件。

制备上述与实例9相似的水性分散体作为水性分散体。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.6%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.4%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.61Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为66.2%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为33.8%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

对比实例1

通过使用直径为0.28mm的一种奥氏体不锈钢丝（SUS304）作为细金属丝，制成网格尺寸为长4mm、宽5mm的圆筒形编织金属丝网，并且使之在一对辊子之间穿过而形成带形金属丝网。该金属丝网用作球形环基底件的加固件。使用密度为1.12Mg/m³、厚度为0.38mm的膨胀石墨板作为耐热材料。在卷绕耐热材料一圈后，用作球形环基底件的加固件叠置在耐热材料的内侧，并且卷绕其重叠组件，由此制备成管状基底件，其中，耐热材料定位在最外周。在该管状基底件中，耐热材料的宽度方向上相对的两个端部沿其宽度方向分别从该球形环基底件的加固件处突出。

通过使用与上述细金属丝相似的一种细金属丝，制成网格尺寸为长3.5mm、宽2.5mm的圆筒形编织金属丝网，并且使之在一对辊子之间穿过而形成带形金属丝网。该金属丝网用作外层的加固件。单独制备与上述耐热材料类似的耐热材料作为耐热材料，将该耐热材料插入带形金属丝网中。单独制备与上述耐热材料类似的耐热材料，将由质量比为50%的聚四氟乙烯树脂（PTFE）、质量比为5%的表面活性剂和质量比为45%的水所组成的水性分散体（固体含量：50%）辊涂到该耐热材料的一个表面上，并在100°C的温度下干燥，由此形成PTFE涂层。将具有所述PTFE涂层的耐热材料叠置在带形金属丝网上，该带形金属丝网将耐热材料保持在其内部，使所述涂层表面朝上，并且使该组件在一对辊子之间穿过，由此形成一体化的外层成形构件。

将涂层置于外侧的上述外层成形构件卷绕到上述管状基底件的外周表面，由此制备圆筒形预成型件。其后，通过使用与上述实例的模具相似的模具，通过相似的方法获得球形环密封件，并且该球形环密封件包括球形环基底件和外层，球形环基底件在其中部具有通孔并由圆筒形内表面、部分凸出球形表面和该部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面所限定，外层一体化形成在所述球形环基底件的部分凸出球形表面上。

通过该压缩成形方法，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为用作球形环基底件的耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成的用于球形环基底件并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。外层的外表面包括已被压缩的耐热材料、由金属丝网制得并与该耐热材料以混合形式结合的加固件和与该加固件和耐热材料一体化的PTFE涂层，并且暴露于外部的外层的外表面形成为PTFE涂层的光滑表面。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.0%的、由金属丝网组成的、用作球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为43.0%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.58Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为66.2%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为33.8%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

对比实例2

使用与上述对比实例1相似的材料和方法制成管状基底件。用上述与上述对比实例1同样的方法制成插有耐热材料并且该耐热材料被保持在其内部的带形金属丝网，并且使用该金属丝网作为外层的加固件。单独制备与上述的耐热材料类似的耐热材料，将由质量比为50%的聚四氟乙烯树脂（PTFE）、质量比为5%的表面活性剂和质量比为45%的水所组成的水性分散体（固体含量：50%）辊涂到该耐热材料的一个表面上，并在100°C的温度下干燥，由此形成PTFE涂层。随后，在加热炉中将该耐热材料在高于PTFE熔点（327°C）的温度340°C下烧结20分钟，由此在耐热材料的一个表面上形成PTFE烧结涂层。

将具有所述PTFE烧结涂层的耐热材料叠置在带形金属丝网上，该带形金属丝网中插入并保持有耐热材料，使所述涂层表面朝上，并且使该重叠组件在一对辊子之间穿过，由此形成一体化的外层成形构件。

将涂层置于外侧的上述外层成形构件卷绕到上述管状基底件的外周表面，由此制备圆筒形预成型件。其后，通过使用与上述实例的模具相似的模具，通过相似的方法获得球形环密封件，并且该球形环密封件包括球形环基底件和外层，球形环基底件在其中部具有通孔且被圆筒形内表面、部分凸出球形表面和该部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面限定，外层一体化形成在所述球形环基底件的部分凸出球形表面上。

通过该压缩成形方法，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为用作球形环基底件的耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和填充该加固件的金属丝网网格的、由膨胀石墨制成的用于球形环基底件并以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。外层的外表面包括已压缩的耐热材料、由金属丝网制得并与该耐热材料以混合形式结合的加固件和与该加固件和耐热材料一体化的PTFE烧结涂层，并且暴露于外部的外层的外表面形成为PTFE烧结涂层的光滑表面。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为57.2%的、由金属丝网组成的、用于球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为42.8%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.58Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为66.1%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为33.9%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

对比实例3

使用与上述对比实例1相似的材料和方法制成管状基底件。用上述与上述对比实例1同样的方法制成插有耐热材料并且该耐热材料被保持在其内部的带形金属丝网，并且使用该金属丝网作为外层的加固件。

单独制备与上述对比实例1的耐热材料类似的耐热材料，将分散地包含有固体质量含量为55%的润滑成分（六方氮化硼质量比为34%，PTFE质量比为60%，铝质量比为6%）的水性分散体（六方氮化硼质量比为18.7%，PTFE质量比为33.0%，铝质量比为3.3%，表面活性剂质量比为5%，水质量比为40%）辊涂到该耐热材料的一个表面上，并在100°C的温度下干燥，——其中，包含质量比为85%的六方氮化硼粉和质量比为15%的铝粉的润滑成分在质量上按100份设置，而其中分散包含质量上为150份的聚四氟乙烯树脂（PTFE）粉——由此在该耐热材料的一个表面上形成由润滑成分（六方氮化硼质量比为34%，PTFE质量比为60%，铝质量比为6%）组成的涂层。

将具有所述润滑成分涂层的耐热材料叠置在带形金属丝网上，在该带形金属丝网中插入并保持有耐热材料，使所述涂层表面朝上，并且使该重叠组件在一对辊子之间穿过，由此形成一体化的外层成形构件。

将润滑成分涂层置于外侧的上述外层成形构件卷绕到上述管状基底件的外周表面，由此制备圆筒形预成型件。其后，通过使用与上述实例的模具相似的模具，通过相似的方法获得球形环密封件，并且该球形环密封件包括包括球形环基底件和外层，球形环基底件在其中部具有通孔且被圆筒形内表面、部分凸出球形表面和该部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面限定，外层一体化形成在所述球形环基底件的部分凸出球形表面上。

通过该压缩成形方法，球形环基底件构造成提供结构的完整性，因为用作球形环基底件的耐热材料和由金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件彼此压缩并彼此缠绕。球形环基底件包括由压缩的金属丝网制成的、用于球形环基底件的加固件和由填充该加固件的金属丝网网格的膨胀石墨制成的用于球形环基底件并且以与该加固件以混合形式一体化形成的方式被压缩的耐热材料。外层的外表面包括压缩的耐热材料、由金属丝网制得并与该耐热材料以混合形式结合的加固件和与该加固件和耐热材料一体化的润滑成分涂层，并且暴露于外部的外层的外表面形成为润滑成分（六方氮化硼质量比为34%，PTFE质量比为60%，铝质量比为6%）涂层的光滑表面。

在所制的球形环密封件的球形环基底件和外层中，含有质量比为54.7%的、由金属丝网组成的、用于球形环基底件和外层的加固件，并包含有质量比为45.3%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。该球形环基底件和外层中的耐热材料与固体润滑剂的密度为1.62Mg/m³。另外，关于外层，包含有质量比为63.5%的由金属丝网组成的加固件，并包含有质量比为36.5%的、包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。

下面，将描述通过将上述实例1至15和对比实例1至3所获得的球形环密封件结合到如图18所示的排气管球形接头而基于产生或未产生异常摩擦噪音和漏气量（l/min）所进行的试验结果。

<试验条件产生或未产生异常摩擦噪音>

使用盘簧施加的压力（弹簧设定力）：590N

摆角：±4°

激励频率：12Hz

温度（图18所示的凹形球形表面部302的外表面温度）：从室温

(25°C)至500°C

试验振荡运动次数：1,000,000

配合件（图18所示向外展开部分301的材料）：SUS304

<试验方法>

通过设置在激励频率为12Hz时摆角为±4°的振动为一个振荡单元在室温（25°C）下进行45,000次振动后，将环境温度提高到500°C温度，继续振动（在温度升高期间振动次数是45,000）。当环境温度达到500°C温度时，进行115,000次振动，随后，允许环境温度在继续振动时降到室温（在温度降低期间振动次数是45,000）。设置总的250,000次振动作为一个循环，并且执行四次循环。

产生或未产生异常摩擦噪音的评估在上述时间点处及时进行，即（1）在250,000次振动后，（2）在500,000次振动后，（3）在750,000次振动后，以及（4）在1,000,000次振动后，如下所述。

<异常摩擦噪音的评测等级>

评估代码A：没有发生异常摩擦噪音。

评估代码B：耳朵接近试验件时能够听到轻微的异常摩擦噪音。

评估代码C：虽然由于被生活环境噪音遮蔽而一般很难从固定位置（离试验件1.5m远的位置）察觉到噪音，但是该噪音可以由参与试验的人员识别为异常摩擦噪音。

评估代码D：该噪音可以被固定位置的任何人认为是异常摩擦噪音（不悦耳的声音）。

<漏气试验条件和试验方法>

<试验条件>

使用盘簧施加的压力（弹簧组的力）：980N

摆角：±2.5°

激励频率：5Hz

温度（图18所示的凹形球形表面部302的外表面温度）：从室温(25°C)至500°C

试验振荡运动次数：1,000,000

配合件（图18所示向外展开部分301的材料）：SUS304

<试验方法>

当在室温（25°C）下以5Hz激励频率持续做摆角为±4°的振动的同时将温度升高到500°C。在温度保持的状态下，持续进行振动，并在振动次数达到1,000,000时测量漏气量。

<测量漏气量的方法>

关闭图18所示的排气管球形表面接头的一个上游侧排气管100的开口，并允许干燥空气在0.049Mpa(0.5kgf/cm²)的压力下从另一下游侧排气管300流进接头部分。通过流量计4次测量该接头部分（在球形环密封件38的表面42和张开部分301之间的滑动接触部分，在球形环密封件38的圆筒形内表面32和上游侧排气管100之间的管端部分101之间的配合部分，以及在环形端面34和竖直设置在上游侧排气管100上的凸缘200之间的抵接部分）的漏气量，即（1）在试验的早期（试验开始前），（2）在250,000次振动后，（3）在500,000次振动后，以及（4）在1,000,000次振动后。

表1至表5示出了上述试验的结果。

表1

表2

表3

表4

表5

由表1至表5所示的试验结果，可以理解的是，在异常噪音和漏气量评测中，根据实例1至实例15的球形环密封件优于根据对比实例1至对比实例3的球形环密封件。在异常噪音评测中，可以猜想的是，在使用根据对比实例1至对比实例3的球形环密封件的情况下，外层的固体润滑剂在与配合件滑动过程中会在相对早期的步骤中脱落或磨损，这样就导致转变为配合件和由膨胀石墨组成的耐热材料之间的直接滑动，并引起粘-滑效应。在根据实例1至实例15的球形环密封件中，在用作与配合件滑动摩擦的表面的部分凸出球形表面的表面上形成光滑表面，使得固体润滑剂保持在该表面上（滑动表面），而不会在与配合件的滑动摩擦的早期步骤时脱落或磨损，其中，在该光滑表面处，由金属丝网制成的加固件和包含熔融氟碳树脂和六方氮化硼或包含熔融氟碳树脂、六方氮化硼和石墨的润滑成分的烧结固体润滑剂以混合形式一体化形成。由此，可以避免与由膨胀石墨组成的耐热材料之间的直接滑动摩擦，并且不会发生由于耐热材料的静态摩擦系数和动态摩擦系数之间的大的差距而引起的粘-滑效应，由此，使得可以避免由于粘-滑效应而产生异常摩擦噪音。

附图标记的说明

4: 带形金属丝网

5: 加固件

6: 耐热材料

12: 重叠组件

13: 管状基底件

20: 外层形成构件

23: 圆筒形预成型件

30: 模具

32: 圆筒形内表面

33: 部分凸出球形表面

34: 大直径侧环形端面

35: 小直径侧环形端面

36: 球形环基底件

37: 外层

38: 球形环密封件

Claims

1.一种用于排气管接头的球形环密封件，包括：球形环基底件，所述球形环基底件由圆筒形内表面、部分凸出球形表面和所述部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面所限定；以及外层，所述外层一体化形成在所述球形环基底件的所述部分凸出球形表面上，其中，所述球形环基底件包括由金属丝网制成的加固件和包含膨胀石墨的耐热材料，所述耐热材料被压缩成填充所述加固件的金属丝网网格且以混合形式与所述加固件一体化形成，并且其中，在所述外层中，包含石墨的耐热材料、由包含质量比为23%至75%的六方氮化硼和质量比为23%至75%的熔融氟碳树脂的润滑成分组成的烧结固体润滑剂、以及由金属丝网制成的加固件被压缩，使得所述固体润滑剂和所述耐热材料填充所述加固件的网格，并且使得所述固体润滑剂、所述耐热材料和所述加固件以混合形式一体化制成，所述外层的外表面形成为光滑表面，其中，由所述加固件组成的表面和由所述固体润滑剂构成的表面以混合形式呈现。

2.如权利要求1所述的球形环密封件，其特征在于，所述润滑成分包含质量比不超过16%的石墨。

3.如权利要求1或2所述的球形环密封件，其特征在于，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）二者中一个用作所述润滑成分中的所述熔融氟碳树脂。

4.如权利要求1至3中任一项所述的球形环密封件，其特征在于，所述耐热材料包含质量比为0.1%至16%的磷酸盐。

5.如权利要求1至4中任一项所述的球形环密封件，其特征在于，所述耐热材料进一步包含质量比为0.05%至5%的五氧化二磷。

6.一种生产用于排气管接头的球形环密封件的方法，其中，所述球形环密封件包括：球形环基底件，该球形环基底件由圆筒形内表面、部分凸出球形表面和所述部分凸出球形表面的大直径侧环形端面和小直径侧环形端面所限定；以及外层，所述外层一体化形成在所述球形环基底件的所述部分凸出球形表面上，所述方法包括以下步骤：

（a）制备由膨胀石墨板构成的耐热材料；

（b）制备由通过编织细金属丝获得的金属丝网制成的加固件，并在通过将所述加固件叠置在所述耐热材料上形成重叠组件后，将所述重叠组件卷绕成中空圆柱形，以由此形成管状基底件；

（c）制备由熔融氟碳树脂粉、六方氮化硼粉、表面活性剂和水组成的润滑成分的水性分散体；

（d）制备由膨胀石墨板组成的另一耐热材料，将所述水性分散体涂施到所述另一耐热材料的一个表面，并干燥所述表面，由此在所述另一耐热材料的表面上形成由六方氮化硼和熔融氟碳树脂组成的固体润滑剂涂层；

（e）在不低于所述熔融氟碳树脂熔点的温度下烧结涂覆在所述耐热材料的所述表面上的所述固体润滑剂涂层，由此在所述耐热材料的所述表面上形成固体润滑剂烧结涂层；

（f）将具有所述烧结涂层的所述耐热材料插入通过编织细金属丝获得的金属丝网制成的另一加固件的金属丝网所构成的两层之间，并将具有插入到由所述金属丝网构成的所述两层中的所述耐热材料的所述加固件送给到一对辊子的辊隙中，以给其施加压力，使得所述耐热材料和所述耐热材料的表面上的烧结涂层填充所述加固件的金属丝网网格，由此形成扁平的外层成形构件，在所述外层成形构件的表面上，由所述加固件组成的表面和由所述烧结涂层组成的表面以混合形式暴露；

（g）绕所述管状基底件的外周表面卷绕所述外层成形构件，使其烧结涂层面向外侧，由此形成圆筒形预成型件；以及

（h）将所述圆筒形预成型件套置在模具的内芯的外周表面，将所述内芯置于所述模具中，并使所述圆筒形预成型件在所述模具中沿所述内芯的轴线方向受压缩成形，

其中，所述球形环基底件成形为：随着包含膨胀石墨的所述耐热材料和由所述金属丝网制成的所述加固件彼此压缩并彼此缠绕时而设置成一体化结构，并且其中，在所述外层中，将包含膨胀石墨的耐热材料、由六方氮化硼和氟碳树脂的润滑成分组成的烧结固体润滑剂和由金属丝网制成的加固件进行压缩，使得所述烧结固体润滑剂和所述耐热材料填充所述加固件的金属丝网网格，并且使得所述烧结固体润滑剂、所述耐热材料和所述加固件以混合形式一体化制成，所述外层的外表面形成在光滑表面上，其中，由所述加固件组成的表面和由所述烧结固体润滑剂组成的表面以混合形式呈现。

7.如权利要求6所述的生产球形环密封件的方法，其特征在于，所述水性分散体由质量比为11.5%至45%的熔融氟碳树脂粉、质量比为11.5%至45%的六方氮化硼、质量比为0.01%至13.5%的表面活性剂和质量比为25%至45%的水组成。

8.如权利要求6或7所述的生产球形环密封件的方法，其特征在于，所述水性分散体包括质量比不超过0.5%至9%的石墨。

9.如权利要求6至8中任一项所述的生产球形环密封件的方法，其特征在于，使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）二者中的一个作为所述熔融氟碳树脂。

10.如权利要求6至9中任一项所述的生产球形环密封件的方法，其特征在于，所述耐热材料包含质量比为0.1%至16%的磷酸盐。

11.如权利要求6至10中任一项所述的生产球形环密封件的方法，其特征在于，所述耐热材料进一步包含质量比为0.05%至5%的五氧化二磷。