目前,工业生产所用的机械密封端面材料中有近一半采用碳化硅。碳化硅陶瓷密封件,碳化硅机械密封。
碳化硅的制造方法很多,其性质也各不相同。根据制造方法的不同,有以下几种:常压烧结碳化硅、反应烧结碳化硅、热压烧结碳化硅、化学气相反应碳化硅和化学气相沉积碳化硅等。作为机械密封材料,前3种使用最为普遍。碳化硅陶瓷密封件,碳化硅机械密封。
1) 常压烧结碳化硅
采用粉末冶金的制造方法,原料用亚微米级的碳化硅颗粒,在不施加压力的条件下进行烧结,烧结密度可达理论密度的95%。烧结在惰性气体保护下或在真空中于1900~2200℃之间进行,一般要加入硼和碳作为烧结助剂。经模制和烧结后,碳化硅颗粒形成整体碳化硅元件。常压烧结碳化硅是所有碳化硅中最硬且耐腐蚀性最好的密封材料,因此在机械密封中应用最广泛。
2) 反应烧结碳化硅
用多孔碳型材与熔融硅反应,烧结成整体碳化硅。这种碳化硅中含有约 10%~12%的自由硅,这些自由硅对减小摩擦和磨损起了很好的作用。这种碳化硅材料的耐腐蚀性比常压烧结碳化硅差,但由于它可与碳石墨构成优异的密封副,因此API682中规定优先选用这种密封副。
3) 热压烧结碳化硅
由粒度≤1μm的碳化硅粉加上适当的添加剂,装入石墨模具内,在2000~2100℃的热压炉内,加压30~50MPa制成。热压烧结碳化硅是碳化硅中化学稳定性最好的一种,用作耐腐蚀密封副的密封面材料。
高温易引起摩擦副材料性能变化,使密封端面变形,硬度降低,造成机械密封寿命下降。因此,高温密封副材料的热变形、高温强度以及耐磨性等问题是选取密封副材料的关键。碳化硅具有很高的高温强度,在1400℃时的抗弯强度与常温时的抗弯强度值相同,因此碳化硅可用于高温工况下的机械密封。
碳碳化硅陶瓷密封件,碳化硅机械密封。化硅具有密度低、耐腐蚀性能和热力性能好与碳石墨配对以及自身配对时摩擦系数低、硬度极高等优良性能,完全适合作为机械密封的密封环材料,因此被广泛地应用于高PV值、高温、腐蚀性介质和含固体颗粒介质等工况下的机械密封。