機械密封技術(shù)的水平與密封材料有著密切的聯(lián)系。隨著材料科學(xué)的迅速發(fā)展，品種日益增多，促進了機械密封水平不斷提高。同時由于近代工業(yè)發(fā)展，高溫密封、低溫密封、超低溫密封、高壓密封、高速密封以及易燃、易爆、有毒、強腐蝕性介質(zhì)、含有固體懸浮顆粒介質(zhì)密封提出了更高要求，為了保證密封性能及長久的使用壽命，除了應(yīng)合理的設(shè)計密封結(jié)構(gòu)及完善制造工藝之外，更主要的是選用密封材料。因此，對于密封裝置來說，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計是基礎(chǔ)的話，材料則是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。目前機械材料發(fā)展趨勢是：提高密封材料的性能、開發(fā)新型工程陶瓷材料、大力發(fā)展和多用復(fù)合材料。
機械密封由若干個機械零件組成，所用材料大致可分為摩擦副組對材料、輔助密封圈材料、彈性元件和其它結(jié)構(gòu)件材料。
第一節(jié) 摩擦副組對材料
摩擦副組對是材料力學(xué)性能、化學(xué)性能、摩擦特性的綜合應(yīng)用。為保證密封摩擦副具有長久的使用壽命和良好的密封性能，在選擇摩擦副材料組對時，應(yīng)注意：
1.必須具有耐磨性。
機械密封的一個特點就是具有長久的使用壽命，由于使用的條件不同，使用壽命也不一樣，但一般都在一年以上。因此摩擦副材料的耐磨性從使用壽命上考慮應(yīng)是材料選擇的第一個重要條件。
2.必須具有耐腐蝕性。
機械密封的端面泄漏量由E、Mayar的漏泄量計算方式，密封端面在邊界潤滑條件下運行，端面泄漏量q為
q=πDm.ΔP.h2.s/Pb2
式中Dm—端面平均直徑；
ΔP—密封端面兩側(cè)壓差；
h—折合間隙；
S—間隙系數(shù)；
Pb—端面比壓。
由此可以看出，端面漏泄量與端面的折合間隙二次方成正比，因此，即使端面材料由于少量的腐蝕使折合間隙增大，也會使端面泄漏量增加很多。腐蝕對密封性能的影響外，腐蝕磨損的結(jié)果也會使平均壽命大大減少。在選擇摩擦副材料時要根據(jù)密封介質(zhì)的性質(zhì)來考慮材料的耐蝕性問題。
3.機械強度高。
為防止產(chǎn)生強度破壞和端面變形，必須選擇具有一定機械強度的材料。
4.良好的耐熱性和熱傳導(dǎo)性能。摩擦熱會給摩擦副的磨損帶來不利影響。端面材料必須具有良好的耐熱性和導(dǎo)熱性。
5.摩擦系數(shù)小且有一定的自潤滑性。摩擦系數(shù)直接影響到摩擦熱的大小。在許多情況下端面摩擦不是處于充分的潤滑狀態(tài)，因此摩擦副組對材料的選擇必須考慮這兩個因素。
6.氣密性好。
密封材料組織緊密、無空隙、不滲漏是密封性能良好的先決條件。
7.摩擦副組對的相容性。
不同摩擦副組對材料，由于材料表面分子結(jié)構(gòu)不同，相互摩擦磨損機理不同，在密封不同介質(zhì)時會有不同的密封效果及使用壽命。因此兩種材料組成摩擦副要有好的相容性。由于密封工況多樣化，摩擦副組對的相容性在使用上的經(jīng)驗還是很重要的。
8.易成形和加工。這有利于降低成本，保證加工精度。
目前，還沒有一種材料能同時滿足上述各項要求。選材時，應(yīng)針對影響密封性能的主要因素，并以合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計來彌補其材料本身的不足，揚長避短，充分發(fā)揮材料的優(yōu)點來滿足密封的要求。
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