JPS59175675A - メカニカルシ−ル - Google Patents

メカニカルシ−ル

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Publication number
JPS59175675A
JPS59175675A JP4689083A JP4689083A JPS59175675A JP S59175675 A JPS59175675 A JP S59175675A JP 4689083 A JP4689083 A JP 4689083A JP 4689083 A JP4689083 A JP 4689083A JP S59175675 A JPS59175675 A JP S59175675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
corrosion
ring
ceramics
insert
mechanical seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4689083A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Yamane
健治 山根
Masaaki Aoki
正昭 青木
Yoshiki Arakawa
荒川 芳樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
Priority to JP4689083A priority Critical patent/JPS59175675A/ja
Publication of JPS59175675A publication Critical patent/JPS59175675A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3496Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はメカニカルシール、特にそのリングの摺動部
の材質をセラミックスとしたものの改良に係り、安価に
提供できしかも耐食性を良好としたものに関する。
メカニカルシールのリングの摺動部の材質にセラミック
ス殊にシリコン系セラミックスを使用すれば、特に耐摩
耗性において優れたものになることは、たれしも気付く
ことである。しかしながら、このためにリング全体をセ
ラミックスとすることは、その加工性の悪い点およびコ
ストの点よりして不利である。そこで従来から金属の合
金にセラミックスを水密に固着してメカニカルゾールの
リングを構成することが種々試みられている。
そこで発明者は、金属とセラミックス殊に鉄系金属とシ
リコン系セラミックスとを拡散接合することに着想し、
種々実験を重ねた。その結果、鉄系金属とシリコン系セ
ラミックスとの拡散接合に当りアルミニウム系金属をイ
ンサート材とする接合が可能なことを見出し、この詳細
についてはすでに特願昭57−15418号によって出
願すみである。
しかしながらこのような拡散接合などの接合によってメ
カニカルシールのリングを構成したとしても、メカニカ
ルシールは通常水ポンプのみならず、腐食性環境のシー
ルにも使用される場合がちる故に、リングに腐食性流体
が接して、例えば前記アルミニウムを主成分とするイン
サート材などの中間材が腐食する恐がある。
ところで、このような中間材の腐食の防止は、この特許
出願と同じ出願人から出願されている特願昭57−14
6710号特許願にあるようにチタン、鎖部たは金を主
成分とする耐食材をインサート材の内周部たは外周に挾
持してこれらごと拡散接合することによっても可能であ
るが、この発明は、前述のような中間材を使用して金属
の合金とセラミックスの摺動材を接合すると共に前記特
願昭57−146710号特許願のような耐食インサー
ト材を挾持せしめる以外の構成で耐食性良好としたメカ
ニカルシールを提供することを目的とする。
この発明は前述した通りの金属の合金に中間材を使用し
てセラミックスの摺動材を接合してなるメカニカルシー
ルの中間材の腐食を防止するため、中間材の周囲に耐食
材のコーティングまたは充填物を施すことを特徴とする
以下、図面を参照してその実施例を説明する。
第1図〜第6図は縦断側面図である。第1図と第2図、
第3図と第4図および第5図と第6図はそれぞれ中心線
を共有しており、その上下で別個の図となっている。
if各図において、1はこのメカニカル・/−ルのシー
トリングである。そしてポンプケーシング2との間に緩
衝リング3を介して固定される。4は従動リングである
そしてリング1は鉄系台金1aにシリコン系セラミック
スの摺動材1bを拡散接合させてなる。
この拡散接合は、直接には接合せず、その間に中間材と
してインサート材を挾持させて行なう必要がある。この
インサート材は種々実験の結果2種のインサート材を重
ねて使用(特願昭57−3770号出願)してもよいが
、前述したように特にアルミニウム(A7)を単独で使
用すれば簡単安価で、かつ接合強度も高いことから、イ
ンサート材1cとしてはAtを主成分とする材料を使用
する。
そして台金1aはこれら実施例ではステンレス鋼(SU
S304L)を使用するものとし、摺動材1bのシリコ
ン系セラミックスとしては、特に耐摩耗性にすぐれ実用
度の高いシリコンカーバイド(SiC)を使用するもの
とする。
そして第1図の実施例では、インサート材1cとして純
A4ノート(At>99.3%、厚さ1咽)を環状に切
りぬいたものを使用する。
そしてこれらの台金1aおよび摺動材1bをアセトン中
で10分間超音波洗浄して、またインサート材1cをア
セトン中で洗浄して前処理後、これらを図示のように重
ね合せて、約1O−5Torrの真空中で、かつ接合温
度650°C1接合圧力は2に7/−としそれぞれ60
分間拡散接合を行なった。この結果良好な接合が得られ
た。剪断強度は4〜8に9/−であり、SiC−A L
界面またはAA−8US 804界面において破壊がお
こった。更にこのものにおいてインサート材1cの内周
部にエポキシ系樹脂のコーティングlelを施した。
次に他の例として、インサート材1cとして約0、10
mrntの純1を箔(JIS規格AlN30H−Hl8
)を用い、これらを前述と同様の前処理を行ない、約1
0−5Torrの真空中で接合温度6500C1接合圧
力約2kp/−で60分間拡散接合した。その結果は良
好であり、剪断強度は2〜6 kq/−であり、5iC
−AA界面で破壊がおこった。
更にこのものにおいてもインサート材1cの内周部にエ
ポキシ系樹脂のコーティングlelを施した。
その他インサート材1cとして約1mrntのAt−C
u系合金シート(JIS規格A2024PC−T3)や
、約1mmtのに’t−Mg系合金シート(JIS規格
A5052P−Hl 12 )、約1mmt+7)At
−Mg−3i系合金シート(JIs規格A6061P−
0)あるいは約1mmtめA L −Zn系合金シート
(JIS規格A7075PC−0)を用いても、同様結
果が得られた。
前述拡散接合時の温度は、F e 、A l t S 
1間の共晶温度以上、かつA7の融点以下の温度が望ま
しぐ、その他の条件は公知の拡散接合の技術による。そ
して更にこれらのインサート材の周囲にエポキシ樹脂の
コーティングlelを施した。
前述これらの例において、エポキシ系樹脂のコーティン
グlelは腐食性流体が直接にAtのインサート材1c
に接融するのを防止し、これを腐食から守る。
第2図の実施例は、インサート材1cをはさみ込む部分
の台金1aの内周部の全周に切欠きを設け、インサート
材1cをはさんで拡散接合した後、この切欠き部分にエ
ポキシ系樹脂の充填物1e2を施すことによりインサー
ト材1cを腐食から守るようにしたものである。
で拡散接合した後、そのインサート材1cおよび1dの
内周にエポキシ系樹脂のコーティングlelを施すこと
によりインサート材1cを腐食から守るようにしたもの
である。
第4図の実施例ではインサート材をはさみ込むンサート
材1cおよび耐食インサート材1dをはさんで拡散接合
した後、この切欠き部内にエポキシ系樹脂の充填物1e
2を施すことによりインサート材1cを腐食から守るよ
うにしたものである。
第5図の実施例は前述実施例同様の鉄系台金1aにリン
グ状の溝を設け、この中にシリコン系セラミックス摺動
材1bをがん入し、その底面にアルミニウムを主成分と
するインサーt□ 羽’ 1 cをはさみ込んで拡散接
合したものおよび鉄系金属の従動リング4についてもシ
ートリング1との摺動側にリング状の溝を設け、その底
にアルミニウムを主成分とするインサート材4cをはさ
み込んで摺動材4bをがん入し、拡散接合したものであ
る。
そして、リング状の溝と摺動材とのなす隙間にエポキシ
系樹脂のコーティングlelおよび4elをそれぞれ施
し、インサート材1cおよび4cを腐食から守るように
したものである。
第6図の実施例は、鉄系台金1aにリング状の溝を設け
、更にこの溝の上部隅を切り欠いたものとし、この溝の
底にアルミニウムを主成分とするインサート材ICをは
さみ込んで摺動材1bをがん入し、拡散接合させたもの
および鉄系金属の従動リング4についてもシートリング
1との摺動側にリング状の溝を設け、更にこの溝の上部
隅を切り欠いたものとし、この溝の底にアルミニウムを
主成分とするインサート材4Cをはさみ込んで摺動材4
bをがん入し、拡散接合させたものである。
そして、台金1a上に設けた溝の切欠き部および従動リ
ング4に設けた溝の切欠き部にそれぞれエポキシ系樹脂
の充填物1e2および4e2を施すことによりインサー
ト材ICおよび4Cをそれぞれ腐食から守るようにした
ものでちる。
この発明は前述実施例のほか、拡散接合を利用したもの
として、例えば台金1aKSUS以外の鉄系金属および
鉄系以外の金属を使用したものに実施することができる
。また、摺動材としてシリコンナイトライド(S 13
N4)などのシリコン系セラミックス、その他非酸化物
系若しくは酸化物系セラミックスを使用することができ
る。インサート材としてアルミニウム系材料のほかチタ
ン系材料とアルミニウム、銀等との組み合わせ材料を使
用することもできる。
また、合金と摺動材とを拡散接合以外の方法で接合した
ものに対しても実施することかできる。
例えば、アルミナ系セラミックスの摺動材にモリブデン
、マンガンの混合ペーストを塗布し、水素気流中で15
00°Cにて1時間焼成することによってメタライズし
た後、ニッケルメッキを施し更に?鉄、ニッケル、コバ
ルトの合金÷を銀ろう付けしたものをSUSの台金に銀
ろう付けして得たメカニカルシールのモリブデン、マン
ガン、銅、コバールなどからなる中間材の周囲にエポキ
シ系樹脂のコーティングまたは充填材を施すことができ
る。
また、セラミックスの摺動材と約1箇厚みのニッケル間
に0.1〜3咽厚みの銅箔または銅板を挾み1100°
Cで20分間、焼成した後、SUSの合金に銀ろう付け
して得たメカニカルシールのニッケル、銅からなる中間
材部の周囲にエポキシ系樹脂のコーティングまたは充填
物を施すこともできる。
また、セラミックスの摺動材とSUS系台金の接合面の
それぞれに、Pbt’Snt Znt Sb、A t 
、S 11 Cuを組成とするはんだ層を形成し、これ
らのはんだ層の間に前記組成のもう一つのはんだ層を挾
持し、両接合面を介して、前述挾持されたはんだ層に圧
力を加えて接合してなるメカニカルシールのはんだ層か
らなる中間層にエポキシ樹脂のコーティングまたは充填
物を施すことができる。
そしていずれも中間層を腐食から守ることができる。
その他のコーテイング材および充填材として、ふっ素系
捷たはアクリル系樹脂、アルミナ系セラミックス、ジル
コニア系セラミックス、シリカふっ素糸樹脂複合材等の
セラミックス若しくはこれら以外のセラミックスまたは
低融点ガラスを使用することができる。コーティングは
塗布または溶射によってもよく、溶射の場合は耐食性金
属を使ックスとを、中間材で強力に接合し、さらにその
中間材の周囲に耐食材をチーティングまたは充填したの
で、摩耗性が良好なるのみならず、接液による腐食をも
防止しうるリングを備えた、メカニカルシールを提供し
うるものである。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施例を示すものであり、第1 シー
トリング、1a 鉄系台金、1b ・摺動材、1c・・
インサート材、1d  耐食インサート材、1e1 コ
ーティング、1e2・充填物。 出願人  新明和工業株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属の合金とセラミックスの摺動材との間に金属
    の中間材を使用して接合を行い、前記金属の合金と前記
    摺動材を一体化してなるリングを具備し、このリングの
    前記中間材の周囲に耐食材のコーティングまたは充填物
    を施してなるメカニカルシール。
  2. (2)  前記リングは前記金属の合金にリング状の溝
    を設けて前記摺動材をがん入し、前記溝の底面と前記摺
    動材との間に前記中間材を使用して接合してなり、前記
    コーティングまたは充填物は、前記溝と摺動材との隙間
    に施されてなる特許請求の範囲第1項記載のメカニカル
    シール。
JP4689083A 1983-03-18 1983-03-18 メカニカルシ−ル Pending JPS59175675A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4689083A JPS59175675A (ja) 1983-03-18 1983-03-18 メカニカルシ−ル

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JP4689083A JPS59175675A (ja) 1983-03-18 1983-03-18 メカニカルシ−ル

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JPS59175675A true JPS59175675A (ja) 1984-10-04

Family

ID=12759954

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JP4689083A Pending JPS59175675A (ja) 1983-03-18 1983-03-18 メカニカルシ−ル

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JP (1) JPS59175675A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6275263U (ja) * 1985-10-30 1987-05-14
JPH02300569A (ja) * 1989-05-16 1990-12-12 Eagle Ind Co Ltd メカニカルシール
JPH041782U (ja) * 1990-04-20 1992-01-08

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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