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發布時(shi)間:2022-01-13 16:41:23 人氣(qi):137167 來源:
碳化硅材料的優點是:優異的機械性能、耐腐蝕性和良好的摩擦學性能,因此它已在密封材料的許多領域得到開發和應用。本文編輯整理了碳化硅的具體性,以滿足不同工況下孝感機械密封產品應用
1、碳化硅在高密封介質壓力孝感機械密封中的應用
孝感機械密封在高壓下工作時,密封面需要承受較大的載荷,這就要求密封材料必須具有較高的強度和剛度。否則,密封面會因壓力而變形,導致泄漏或迅速磨損,導致孝感機械密封失效。碳化硅是一種高(gao)強度(du)(du)、高(gao)剛(gang)度(du)(du)、高(gao)彈(dan)性模量的(de)材料。在(zai)高(gao)壓(ya)下不容易變形。同時(shi),SiC的(de)抗(kang)壓(ya)強度(du)(du)很(hen)高(gao),如在(zai)大(da)氣壓(ya)下燒(shao)結的(de)SiC的(de)抗(kang)彎強度(du)(du)為410MPa,而抗(kang)壓(ya)強度(du)(du)大(da)于2800MPa,是抗(kang)彎強度(du)(du)的(de)7倍(bei)。完全能承受(shou)高(gao)端(duan)應力,滿足使用要求。
2、碳化硅在高速孝感機械密封中的應用
在高速工作狀態下,由于摩擦副的線速度較高,摩擦副的熱磨損和振動將是工作過程中面臨的一個重要問題。因此,作為一種旋轉密封材料,要求其具有高強度和低密度。這樣,高速運轉時旋轉環產生的離心力較小,而由旋轉環引起的振動和偏航也較小,以保持密封面的穩定配合。硬質合金的密度比用于密封的硬質合金小得多,彈性模量高,保證了高速條件下硬質合金密封面不易變形和振動,保持了端面的穩定和配合。由于碳化硅密度低、熱性能好、摩擦系數低,在高速旋轉密封材料中具有明顯的優勢,因此廣泛應用于孝感機械密封硬環中。
3、SiC在高溫孝感機械密封中的應用
高溫容易引起摩擦副材料性能的變化,使密封面變形,硬度降低,導致孝感機械密封壽命下降。因此,高溫密封材料的熱變形、高溫強度和耐磨性是選擇密封材料時應考慮的關鍵因素。碳化硅在高溫下具有很高的強度,例如,熱壓碳化硅的抗彎強度與常溫基本相同,因此不會出現類似于金屬的高溫蠕變現象,而且由于具有自潤滑性。在碳化硅陶瓷中,兩端轉動時不會發生粘著磨損,因此可以在高溫條件下使用碳化硅進行孝感機械密封。
腐蝕磨損是腐蝕介質中孝感機械密封摩擦材料失(shi)效的(de)(de)主要形式。這(zhe)種腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)作用(yong)很強,會直接或迅速引(yin)起密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)能的(de)(de)變化(hua)(hua)。因此(ci),應根據密(mi)封(feng)(feng)介質的(de)(de)特性(xing)(xing)選擇密(mi)封(feng)(feng)材料。碳(tan)化(hua)(hua)硅化(hua)(hua)學(xue)穩定性(xing)(xing)好,耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)強,可用(yong)于各種腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)酸堿介質(部分耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)見表)。
5、SiC在(zai)固(gu)體顆粒機(ji)械密封中的應用(yong)
在機械密封的(de)(de)實際(ji)應(ying)用中,密封流(liu)體中往往含有(you)固體顆粒,如待(dai)處理的(de)(de)廢水、某些海(hai)域的(de)(de)海(hai)水和(he)一些容易結晶的(de)(de)物(wu)質。
6、碳化(hua)硅(gui)在(zai)干(gan)摩擦機械密(mi)封(feng)中的(de)應用
通常(chang),機械密(mi)(mi)封(feng)(feng)不(bu)希望(wang)出現干摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca),但在(zai)某些情況下(xia)不(bu)可能完(wan)全避免干摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)。例(li)如,當密(mi)(mi)封(feng)(feng)件的(de)(de)微凸體(ti)溫(wen)度開(kai)始接觸或(huo)由于其他原因時,流體(ti)力的(de)(de)增加(jia)(jia)和(he)機械密(mi)(mi)封(feng)(feng)件上的(de)(de)間(jian)隙(xi)的(de)(de)減(jian)小將導致(zhi)(zhi)干摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca);而且,大多數密(mi)(mi)封(feng)(feng)件是致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)的(de)(de)。半干摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)或(huo)干摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)也(ye)(ye)可能在(zai)打開(kai)或(huo)停止密(mi)(mi)封(feng)(feng)時短暫發生。由于密(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)干摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)會增加(jia)(jia)摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)系(xi)數,加(jia)(jia)劇磨(mo)損,導致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)燒損或(huo)熱應(ying)力開(kai)裂,導致(zhi)(zhi)泄漏。因此,要(yao)(yao)求(qiu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)材料具有耐(nai)高(gao)溫(wen)和(he)良好的(de)(de)摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)學性(xing)能。碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅材料具有這種特性(xing)。熱壓(ya)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅的(de)(de)性(xing)能在(zai)1600℃時不(bu)會衰(shuai)減(jian),在(zai)密(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)旋轉摩(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)過(guo)程中(zhong),在(zai)較低(di)的(de)(de)溫(wen)度下(xia),碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅中(zhong)的(de)(de)石墨(mo)微粒(li)可以起到(dao)潤滑(hua)作(zuo)用。即使在(zai)特殊的(de)(de)工作(zuo)條(tiao)件下(xia),碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅也(ye)(ye)能完(wan)全滿(man)足工作(zuo)的(de)(de)需(xu)要(yao)(yao)。