密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求,。由于被密封的介質(zhì)不同,以及設(shè)備的工作條件不同,,要求密封材料的具有不同的適應(yīng)性,。對(duì)密封材料的要求一般是:
1) 材料致密性好,不易泄露介質(zhì),;
2) 有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度,;
3) 壓縮性和回彈性好,永久變形??;
4) 高溫下不軟化,不分解,,低溫下不硬化,,不脆裂;
5) 抗腐蝕性能好,在酸,,堿,,油等介質(zhì)中能長(zhǎng)期工作,其體積和硬度變化小,,且不粘附在金屬表面上,;
6) 摩擦系數(shù)小,耐磨性好,;
7) 具有與密封面結(jié)合的柔軟性,;
8) 耐老化性好,經(jīng)久耐用,;
9) 加工制造方便,,價(jià)格便宜,,取材容易,。
一、端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨,、陶瓷,、堆焊硬質(zhì)合金、碳化鎢合金,、SiC,、填充聚四氟乙烯、錫青銅,、鋼結(jié)硬質(zhì)合金,、不銹鋼、酚醛塑料,、尼龍等,。常用材料的性質(zhì)如下:
1、石墨
石墨的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性和自潤(rùn)滑性好,,摩擦系數(shù)小,,耐熱沖擊性好并容易加工,缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低,,有孔隙,。石墨的這兩個(gè)缺點(diǎn)可以用浸漬和滲碳的方法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種,。浸樹脂石墨耐腐蝕性好,,但不耐高溫(耐溫約170~200℃);浸漬金屬石墨高溫性好(浸青銅,、鋁,、鉛等耐高溫可達(dá)400~500℃),但耐腐蝕性差,。石墨是使用最廣泛的非金屬材料,,用作中低轉(zhuǎn)速機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)和高速機(jī)械密封的靜環(huán),。好的石墨,肉眼看來致密,,手指摸上去不大脫粉,,不大染黑手指。
2,、陶瓷
陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性好,,硬度很高,耐磨性好,,缺點(diǎn)是脆性大以及硬度過高而難以加工,。應(yīng)用較多是氧化鋁陶瓷,還有金屬陶瓷,。陶瓷多用于腐蝕性介質(zhì),、中低速的場(chǎng)合。
3,、堆焊硬質(zhì)合金
在碳鋼,、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質(zhì)合金,優(yōu)點(diǎn)是硬度高,,耐磨性好,,耐溫性好(500℃以下),耐腐蝕或汽蝕性好,,缺點(diǎn)是易產(chǎn)生氣孔,、夾渣和表面硬度不均勻。
4,、碳化鎢合金
由碳化鎢,、碳化鈦等硬度高、熔點(diǎn)高的金屬碳化物,,是用加粘結(jié)劑粉末冶金的辦法,,壓制燒結(jié)成型。優(yōu)點(diǎn)是硬度,、強(qiáng)度都很高,,耐磨、耐高溫,、耐腐蝕,,線膨脹系數(shù)低,缺點(diǎn)是性脆,,加工困難,。碳化鎢是應(yīng)用最廣泛的端面密封副材料,多用作中低轉(zhuǎn)速機(jī)械密封的靜環(huán),高速機(jī)械密封的動(dòng)環(huán),。
二,、輔助密封圈的材料
對(duì)輔助密封材料的要求是彈性好,摩擦系數(shù)小,,耐磨,、耐熱和低溫性好,抗介質(zhì)腐蝕,、溶解和老化等,,此外還要求在壓縮后和長(zhǎng)期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯,,此外還有軟聚氯乙烯,。
1、橡膠
橡膠有較好的彈性,、緩沖性,、吸振性、耐熱性,、耐腐蝕性,。橡膠密封圈的密封效果好,應(yīng)用最廣泛,。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠,、氯丁橡膠和氟橡膠等,。
2、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性,、耐油,、耐溶解、耐濕性優(yōu)異,,摩擦系數(shù)低,,適用于各種腐蝕介質(zhì),缺點(diǎn)是彈性比橡膠差,,易產(chǎn)生永久變形,。
三、彈性元件材料
1,、彈簧材料
對(duì)彈簧材料的要求是:彈性好,、耐介質(zhì)腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼(1Cr18Ni9Ti等),、鉻鋼(3Cr13,、4Cr13等)、碳素彈簧鋼(60Si2Mn等)和磷青銅。
2,、波紋管材料
對(duì)波紋管材料的要求是:良好的焊接性能,;較大的彈性;一定的耐腐蝕性,。常用的波紋管材料有鐵基,、銅基和鎳基合金以及鈦材等。一般以鐵基中的鎳鉻奧氏體帶材為主,,尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多,。高鎳彈性合金被認(rèn)為是制作波紋管較理想的材料,含鋁的材料用一般焊接技術(shù)時(shí)會(huì)遇到困難,。目前國(guó)外用得最多的波紋管材料有AM350(近似Cr16Ni45MnMo3N)屬于固溶體,、低強(qiáng)度、低硬度,、高延伸率,。