CN1101602A

CN1101602A - 一种超低硫石墨与金属复合增强垫片材料及其制法

Info

Publication number: CN1101602A
Application number: CN 93118501
Authority: CN
Inventors: 李儒臣; 董志荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-09
Filing date: 1993-10-09
Publication date: 1995-04-19

Abstract

本发明涉及一种超低硫石墨与金属复合增强垫片材料及其制法。本发明垫片材料两面具有超低硫石墨板，中间具有双面带毛刺的金属网板，该垫片材料厚度为0.8～3mm，面积为1000mm×1000mm，所用超低硫石墨板含硫小于500ppm。将厚度为0.25 ～0.5mm的金属板在冲床上的冲刺模具内加压冲刺制成双面带毛刺的金属网板，再将相同尺寸的超低硫石墨板各一片铺在该网板的上、下面，在油压机上静压，即得本复合增强垫片材料。本发明材料可用于制造大直径达1000mm的法兰垫片产品，耐腐蚀、寿命长，密封可靠。

Description

本发明涉及层状产品领域，特别涉及超低硫石墨与金属复合增强垫片材料及其制法。

众所周知，可膨胀石墨或柔性石墨具有耐腐蚀、耐高温、耐高压、抗辐射、导热、自润滑性、压缩回弹性、不透气性、能防止气体液体泄漏等特性，常用作法兰和密封环和密封垫片等。但柔性石墨也存在着严重缺点，如机械强度低，有一定的脆性，易折，同时使用一般膨胀石墨所压制的石墨片含硫较高，其含硫量皆在1000～2000ppm，在作为垫片等使用过程中，往往其中的硫对所接触的金属表面有腐蚀作用，从而使密封失效。

过去对柔性石墨也采取一些增强措施，例如：用棉麻或尼龙网增强的柔性石墨垫片，是先将棉麻或尼龙的网状编织物裁成比石墨垫片略小尺寸，然后在它的两面各贴上一层柔性石墨片，再放入模具中加压而成。另一种是用金属网或冲孔金属板增强的柔性石墨垫片，制法也基本如上述，目的都是为了克服柔性石墨的弱点，将加强材料与石墨板材复合起来，起到骨架和支撑增强作用，弥补其机械强度上的不足，但仍然不能满足要求。在石墨制品中，如法兰或柔性石墨密封环一般有缠绕型、纯石墨型和金属箔片复合缠绕型等，由于工艺上的限制，其尺寸只能制造厚度为1.0～2.0mm，直径30mm～150mm的产品，超薄型或大直径规格则无法生产。

本发明目的在于：提供一种超低硫石墨或超低硫柔性石墨与金属复合增强垫片材料及其制法，该垫片材料不对其所接触的金属材料表面有腐蚀作用，并能生产超薄型和大直径规格，同时改进工艺过程的，提高生产效率和产品质量。

本发明目的是这样达到的：所提供的超低硫石墨与金属复合增强垫片材料是两面具有超低硫石墨板、中间具有金属网板的夹馅结构，该垫片材料厚度为0.8～3mm，面积为1000mm×1000mm，该超低硫石墨板含硫小于500ppm，所说的金属网板是双面带毛刺的金属网板；其制法是将厚度为0.25～0.5mm的金属板和0.25～1.5mm厚的超低硫石墨板剪分别切成1000mm×1000mm，将切好的金属板在冲床上已准备好的冲刺模具中加压冲刺，制成双面带毛刺的金属网板，再将准备好的超低硫石墨板各一片铺于双面带毛刺金属网板的上、下面，放在油压机上静压平整，即得厚度为0.80mm～3mm、面积为1000mm×1000mm的超低硫石墨与金属复合增强垫片材料，于是本发明的目的就完全达到了。

以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

附图1是本发明增强垫片材料的剖面示意图。

附图1是在金属网板网孔上切出的剖面图。从附图1可见本发明复合增强垫片材料是两面具有超低硫石墨板，中间具有双面带毛刺金属板的夹馅结构，图中1表示本发明复合增强垫片材料；11表示超低硫石墨板；12表示双面带毛刺的金属网板；13表示金属网板上的毛刺，14表示网孔。这样的网孔交叉均匀分布于金属板上，两侧冲针穿出该金属板时，冲针前端被冲出的金属即形成毛刺。本发明垫片材料厚0.8mm～3mm，面积1000mm×1000mm；两面带毛刺的金属网板是马口铁板、不锈钢板、铝板、铜板或铅板，其毛刺的高度为0.5～1.5mm，可根据不同要求而任意调整；该超低硫柔性石墨板厚度为0.25～1.5mm，根据专利申请号93107380.4，“一种用电解法制造低硫膨胀石墨的方法”所制，其含硫量低于500ppm。

本发明超低硫石墨与金属复合增强垫片材料的制法如下：

a、将厚度为0.25～0.5mm的金属板如马口铁板、不锈钢板、铝板、铜板或铅板用剪板机剪切成1000mm×1000mm正方形；

b、将根据专利申请号93107380.4“一种用电解法制造低硫膨胀石墨的方法”所制含硫低于500ppm以下的超低硫石墨板剪切成与金属极同样大小尺寸，其厚度为0.25～1.5mm；

c、将金属板放在冲床上已准备好的冲刺模具中，加压冲制成双面带毛刺的金属网板、毛刺的高度为0.5～1.5mm；

d、将已准备好的超低硫柔性石墨板各一片铺铺于双面带毛刺金属网板的上、下面，放在油压机上静压平整后即得厚度为0.80mm～3mm、面积为1000mm×1000mm的本发明超低硫石墨与金属复合增强垫片材料。

本发明复合增强垫片材料具有一般石墨复合材料的优点诸如：质地柔软，弹性好，压缩回弹率高；散热快，局部“热点”的热量能迅速散出；几乎无蠕变和应力松弛，螺栓扭矩损失小；无粘缸现象，可以重复使用，此外，本发明还具有如下特征效果：

本发明复合增强垫片材料可制作0.8mm～3mm厚度、直径达1000mm的大规格产品，由于石墨板材含硫在500ppm以下，当做成垫片时，在各种不同气体或液体条件下都不对金属表面腐蚀，所以适合于在各种场合下作密封材料使用；双面带毛刺的金属网板材质可以是：马口铁、不锈钢、铜板、铅板，可用以适用各种不同介质，例如，超低硫柔性石墨与铜板复合，还具有导热快等优异性能，可用作高级轿车的汽缸垫片用，与目前所用石棉汽缸垫比较具有许多优异性能，例如不老化，使用寿命长，不渗漏，无被击穿现象等。本发明柔性石墨与不同双面带毛刺金属板材质复合所制的填料具有不同的适应范围，如表1所示。

种类	适用范围		适用介质
				温度℃	压力kg/cm²
	超低硫柔性石墨＋铅板	250				200	各种气体、油品、有机溶剂、硫酸等
超低硫柔性石墨＋铝板			550	200	各种气体、油品、有机溶剂、硝酸、醋酸等
	超低硫柔性石墨＋铜板	850				200	各种气体、油品、有机溶剂、氢氟酸、醋酸等

利用本发明复合增强垫片材料所制的接口垫可用于各种内燃机车、汽车排气管接口处，密封可靠，使用方便，寿命比目前使用的铜包石棉接口垫寿命提高3～5倍，是最理想的接口垫材料。

本发明方法使用冲压法制造双面带毛刺的金属网板，比较通常所用滚压法制出的板材，其质地平整，孔洞均匀，无翘曲和变型，使用冲床冲制可根据不同要求调整毛刺的高度，毛刺高度为0.5～1.5mm。

以超低硫柔性石墨和双面带毛刺的金属网板所制复合增强垫片（马口铁板厚0.25mm）经中国建筑科学研究院检测中心检测结果如下：

抗拉强度 28MPa

密度 1.66g/cm³

压缩率 53％

回弹率 15％

压缩强度到48MPa未见破坏

硫含量 0.0207重量％

实施例：

将上述超低硫石墨与马口铁复合增强垫片材料制成Φ60法兰垫片，经石家庄新华防腐工程材料研究所在40F-40泵上作密封试验，在浓盐酸30％介质、温度为室温的泵上连续工作90天无渗漏现象，试验前重量为101.2944g，试验后为101.3042g，增重极微。结论为：本材料在盐酸介质中化学稳定性好，无变形现象。

Claims

1、一种超低硫石墨与金属复合增强垫片材料，是两面具有石墨板、中间具有金属网板的夹馅结构，其特征在于：所说的垫片材料厚度为0.8～3mm，面积为1000mm×1000mm；两面所用超低硫石墨板含硫小于500ppm，所说的金属网板是双面带毛刺的金属网板。

2、按照权利要求1所说的复合增强垫片材料，其特征在于：所说的双面带毛刺的金属网板是：马口铁网板、不锈钢网板、铝网板、铜网板或铅网板。

3、按照权利要求1所说的复合增强垫片材料，其特征在于：双面金属网板上所带的毛刺高度为0.5～1.5mm。

4、一种超低硫石墨与金属复合增强垫片材料的制法，其特征在于：

a、将厚度为0.25～0.5mm的金属板剪切成1000mm×1000mm；

b、将含硫低于500ppm、厚度为0.25～1.5mm厚的超低硫石墨板剪切成1000mm×1000mm；

c、将切好的金属板放在冲床上已准备好的冲刺模具中加压冲刺，刺成双面带毛刺的金属网板；

d、将已准备好的超低硫石墨板各一片铺于双面带毛刺金属网板的上、下面，放在油压机上静压平整后即得厚度为0.80mm～3mm、面积为1000mm×1000mm的本发明超低硫石墨与金属复合增强垫片材料。

5、按权利要求4所说的制法，其特征在于：所说的双面带毛刺的金属网板是：马口铁网板、不锈钢网板、铝网板、铜网板或铅网板。

6、按照权利要求4所说的制法，其特征在于：所说的双面金属网板上所带毛刺高度为0.5～1.5mm。