机械密封材料选用知识1.docx
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1、一、对机械密封的摩擦副材料有哪些要求机械密封的材料是其赖以存在和发展的基础。摩擦副在高速旋转中要抵抗介质的腐蚀,承受一定的压力,进行热交换。在相对运动和摩擦的情况下完成密封的任务,因此对材料提出了一些要求。1)在防腐蚀方面要有良好的化学稳定性,能抵抗介质的腐蚀、磨蚀、溶解和溶胀;2)在物理机械性能方面要有较高的弹性模量、强度及许用PV值,低的摩擦系数和线膨胀系数,优良的耐磨性和自润滑性以及良好的不渗透性等;3)在热力性能方面要有很好的导热性,耐热,耐寒性和耐温度的急变性;4)材料来源方便,加工制造容易,成本低廉。二、制造摩擦副的材料有哪几类目前制造摩擦副的材料很多。常用的非金属材料有碳一石墨、
2、陶瓷、聚四氟乙烯和塑料等;常用的金属材料有硬质合金、镍铬钢、铬钢、青铜、碳钢和铸铁等;此外还用堆焊、烧结、喷涂等表面处理及复合工艺改变或改善摩擦副的表面性能。各种材料都具有一定的特性,在选择摩擦副材料时,应扬长避短,根据具体条件合理选用。三、为什么常用碳石墨来做摩擦副碳石墨(以下简称石墨)是摩擦副中经常选用的材料,这是因为它有许多优良性能。1)较高的导热性。碳的导热系数2040W/(m.K),石墨的导热系数40128w/(m.K),仅次于银、铜和铝,是非金属材料中唯一具有高导热率的材料,比某些金属(例如司太利硬质合金和哈氏合金等)的导热率高得多。因此能及时将产生的摩擦热散失,从而降低密封端面的
3、温度,这对提高其可靠性和使用寿命都是非常必要的。2)较低的线膨胀系数。石墨的线澎胀系数为21066108/,大约是金属的1/21/4。在温度升高时,其热变形较小,对保持密封端面的平行是有利的。低的膨服系数加上高的导热率,使其具有良好的热稳定性,耐热、耐寒和耐热冲击性能好在承受温度剧变的时候不产生裂纹。3)良好的耐腐蚀性。石墨的化学稳定性很好,在空气中400以下稳定,除强氧化性介质如王水、铬酸、浓硫酸及卤族无素外,可耐其它酸、碱、盐及一切有机化合物的腐蚀。需要说明的是其耐蚀程度随石墨的种类和浸渍剂的不同而异。4)极好的自润滑性。这是因为石墨与金属或其它材料相对摩擦时,石墨转移到金属表面,形成石墨
4、与石墨的相对摩擦。此外石墨还有低的摩擦系数,石墨与金属对磨时摩擦系数为0.040.05,在全液润滑条件下,摩擦系数仅为0.0080.01。5)石墨的抗拉强度较低,抗压强度较高,属于一种脆性材料。由于硬度较低,常用做摩擦副中的软环。可以很方便地进行各种加工。 其突出的缺点是气孔率较大,一般在18%22%。为弥补此缺点,实际应用的石墨都是浸渍过的,以堵塞气孔,提高密封性。四、石墨有几种?各有何特点?石墨是用焦炭粉和石墨粉(或炭黑),用沥青做粘结剂,经模压成型在高温下烧结而成。根据所用原料和烧结温度与时间的不同,可以制成具有不同物理机械性能的石墨。一种称高强石墨,又称碳素石墨,其特点是质硬而脆,导热
5、系数低,加工困难;另一种为石墨化石墨,又称电化石墨,其特点是质软、强度低,自润滑性好。由于石墨制造过程中,经高温烧结,其中的沥青挥发掉,形成气孔,.必经浸渍方可使用。浸渍后的石墨对导热性无明显的影响,而强度和硬度却有显著提高。除上述石墨外,还有树脂石墨,它是用合成树脂做粘结剂,与石墨粉混合均匀,压制成形,升温到树脂固化温度而成。这种石墨允许使用的PV值不高,石化行业较少采用,其优点是价格便宜。五、石墨浸渍剂有哪些?各有何特点?石墨浸渍剂的性质决定了浸渍石墨的化学稳定性、热稳定性、机械强度和应用温度等。目前常用的浸渍剂可分为两大类:合成树脂和金属。一般情况下,大都浸渍合成树脂,而浸渍金属的石墨使
6、用较少。这是因为合成树脂没有熔融倾向,当超过允许的温度使用极限时,也不会像金属浸渍的石墨那样,很快地失效;浸渍石墨的金属熔化时,常常和与其对磨的金属粘连在一起。合成树脂浸渍的石墨在耐蚀性方面还优于金属浸渍的石墨。选择金属做浸渍剂时要注意两个问题:金属的熔点不可过低,实践证明,铅、锡以及巴氏合金等低熔点金属,不能用做浸渍剂;另一个问题是浸渍的金属要耐介质的腐蚀。在化学性质不十分清楚,或化学成分变化较大的介质中,不可贸然采用浸金属的石墨。例如在原油泵和常减压塔底泵的密封中,不能采用巴氏合金和铜(包括铜合金)浸渍的石墨,可以选用浸锑的石墨。目前国内外广泛使用各种合成树脂浸渍剂。其中有酚醛树脂、呋喃树
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