流体润滑与密封基础课件-第4章 机械密封材料.pptxVIP

第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础 常用摩擦副材料是指动环和静环的端面材料。从密封工作特点看，摩擦副材料必须具备的下列条件。 1．具有一定的耐磨性 机械密封要求长时间运转，必须具有较长的使用寿命，通常一年以上。且能承受开车时短时间内的干摩擦。 2．有较好的化学稳定性 能抵抗介质的腐蚀、磨蚀、溶解和溶胀。通常，机械密封的泄漏量与端面平均间隙的平方或立方成正比，端面稍有腐蚀，就会使端面平均间隙增大，从而使泄漏量增大，寿命缩短。4.1摩擦副材料 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础 3．具有良好的导热性和热稳定性 密封端面相对滑动产生热量，必须将密封面附近的热量迅速导出，才能保证机械密封性能稳定，且应能耐热、耐寒和耐温度的骤变，有一定的抗热冲击性。 4．线膨胀系数小，尺寸稳定性好； 能承受一定的温度并耐热变形。 5．机械强度高、刚性大、变形小； 能承受一定的压力并耐压力变形。4.1摩擦副材料 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础 6．密度小、气密性好； 具有良好的不渗透性。 7．良好的可加工性； 各种加工、成型方便。 8．良好的相容性、自润滑性； 材料组对后磨合性好，耐干摩擦，无过大的磨损和电偶腐蚀。 常用的摩擦副材料有三类： 金属材料；非金属材料；复合材料。 4.1摩擦副材料 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 石墨材料是用量最大、使用范围最广的基本材料。 1、其主要加工制造工艺过程模压成型烧结成品高温修整焦炭石墨炭黑沥青粘结剂 4.1.1 石墨 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 石墨原料主要是炭粉和石墨粉，两者性质上有差别。石墨为层状结构，由于层间结合力小，故层之间易滑移，从而有较好的润滑性，另外石墨导热快。但其强度低、硬度小，不耐磨。碳为无定形的乱层结构，故硬度高、强度也高。作为摩擦副材料，碳和石墨均不甚理想。因此人们以碳为主体，加入一定量的石墨烧结成碳-石墨（碳素石墨）。如果烧结之后，在高温炉内（～2500℃）经辅助加工，一部分非结晶碳变成结晶碳，这种石墨称为电化石墨（石墨化石墨）。 4.1.1 石墨 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 根据烧结时间、烧结温度、原料组成不同，可制成各种不同物理机械性能的烧结石墨。 一般情况下，两类石墨进行比较： 碳-石墨：质硬、脆，因此不易加工；导热系数低；但强度高，耐磨性好。代号为：M1。 电化石墨：质软，强度低，但自润滑性好。故易加工。导热系数高；而强度及耐磨性差。代号为：M2。 4.1.1 石墨 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 2．石墨材料的性能 1）具有优良的耐腐蚀性能 石墨化学稳定性很高。碳是一种化学性质不活泼的物质，因此，耐腐蚀性能好。石墨在空气中400℃稳定，450℃开始氧化。除强氧化性介质（如浓硫酸、浓硝酸、铬酸及重铬酸钾、重铬酸钠、高锰酸钾等）和卤素（溴、氟、氯等）以外，可耐其他酸、碱、盐类及一切有机化合物的腐蚀。 4.1.1 石墨 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 2．石墨材料的性能 2）具有极好的自润滑性及低摩擦系数 石墨通常称之为固体润滑剂。它是由碳原子组成的六角形等网状结构的多层叠合体。同层原子间构成共价键连接，连接牢固，而相邻层之间则以分子引力（π键）相结合，结合力很弱，称范德华力。这种结合力远比共价键结合力小得多。因而层间容易错动（结合键很容易断裂，形成石墨微小碎片）。 4.1.1 石墨 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 2）具有极好的自润滑性及低摩擦系数 当石墨与金属构成摩擦副作相对运动时，平行于摩擦力方向的石墨晶体的层间就会发生滑移。如果金属表面有足够的吸附性，则在两个摩擦面间将形成一层极薄的定向晶体膜。此晶体膜具有不饱和键，靠极性吸附在金属表面上，有足够的连接强度。这样，金属与石墨之间的摩擦变转为石墨晶体层间的相对滑移。而石墨层间的结合力很弱，因此大大降低了摩擦系数。 4.1.1 石墨 第 章4机械密封材料流体润滑与密封基础4.1摩擦副材料 2．石墨材料的性能 3）具有很高的导热系数（116～128W/m·K） 石墨是非金属材料中唯一具有高导热率的材料。与金属材料相比，仅次于于银、铜、铝，比不锈钢大四倍，比碳