專利名稱：一種碳化硅陶瓷密封環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳化硅陶瓷密封環(huán)，可用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、強腐蝕等各種轉(zhuǎn)速、壓力、介質(zhì)的密封裝置，屬于密封環(huán)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
密封環(huán)是一種廣泛應(yīng)用于密封裝置的關(guān)鍵零件，直接關(guān)系到密封的使用范圍和壽命，其配置的機械密封大量用于航天、石油、化工、機械、食品、制藥、汽車等各領(lǐng)域。起始，國內(nèi)通常采用的密封環(huán)材料主要有硬質(zhì)合金、氧化鋁、石墨、氮化硅等，用這種材料制作的密封環(huán)使用壽命短、可靠性差，而且使用局限，不能在高參數(shù)密封條件下使用。
以后采用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅技術(shù)，常規(guī)的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅密封環(huán)的配方工藝，由W14、W10碳化硅粉、石墨和添加劑配料而成，經(jīng)過壓制、預(yù)燒、車加工、終燒、磨加工、研磨等工序加工而成，燒結(jié)溫度為1500℃，燒結(jié)時要加1∶1.15的金屬硅片輔料。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的主要缺點是(1)一次性使用的滲硅不僅占用了爐子的有效空間，減少了產(chǎn)量，而且增加了工業(yè)廢渣，影響環(huán)保；(2)碳化硅含量較低，純度差，且游離硅含量高，由于游離硅是有害物質(zhì)，不耐腐蝕，如果融合在食品、藥品里面會影響食品安全；(3)其綜合機械物理指標較低，不能應(yīng)用于高溫、高壓、強腐蝕的工況和介質(zhì)的密封，也不適用于食品藥品行業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種可應(yīng)用于高溫、高壓、強腐蝕工況和介質(zhì)的碳化硅陶瓷密封環(huán)。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種碳化硅陶瓷密封環(huán)，其特征在于，采用0.5μm的納米級材料，它由以下重量配比的原料制成W0.5納米級微粉 85％～95％
碳化硼粉2％～9％液氣樹脂2％～8％一種碳化硅陶瓷密封環(huán)的制造工藝，其特征在于，采用超高溫燒結(jié)工藝，其工藝如下一.材料處理(1)按重量配比秤取原料；(2)將W0.5納米級微粉、碳化硼粉、液氣樹脂放入球磨機球磨；(3)將球磨后的組合物在濃度為70％-90％的鹽酸中浸泡20-40分鐘；(4)將組合物烘干、碾碎、過篩達到150-250目；(5)將組合物壓制成密封環(huán)，其壓力cm3/1.1噸-cm3/1.3噸，密度1.85克/cm3-2.05克/cm3；二.燒結(jié)(1)裝爐，抽真空至小于1Pa；(2)升溫700℃/h-950℃/h停止真空；(3)充氬氣至常壓后停止送氣；(4)繼續(xù)升溫，在1910-1930℃保溫13-17分鐘，保持爐膛氣壓0.01MPa，升至2170℃-2200℃保溫50-70分鐘；(5)關(guān)爐，自然冷卻；(6)出爐、清理、磨加工、研磨、檢驗、入庫。
所述的密封環(huán)外徑為8mm-500mm。
本發(fā)明采用0.5μm的納米級材料，采用超高溫燒結(jié)工藝，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，其優(yōu)點是1.碳化硅含量高，說明其材質(zhì)的純度高，可在強腐蝕的介質(zhì)使用，反之，游離硅含量大幅度下降為≤190，可在食品、藥品等介質(zhì)使用；2.彎曲強度高，可在高壓、高溫工況下不變形，可在壓力大于6MPa，轉(zhuǎn)速50mm/s的條件下可靠使用；3.硬度高，由于它的硬度達到HS105以上，使之在高速條件下的運轉(zhuǎn)不磨損，提高了使用壽命和設(shè)備的可靠性；
4.由于它是一種非金屬材料，它的使用領(lǐng)域不光在機械密封，而且可制作軸套、軸瓦、軸承、噴嘴等耐熱、耐磨的重要機械零件；5.由于使用可靠，減少泄漏，保護環(huán)境，減少維修周期，可完全取代由鎢、鈷、鎳等稀有金屬為原料制作的硬度合金密封環(huán)，節(jié)約了大量的國家戰(zhàn)略物質(zhì)，有很大的社會效益。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖
和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例一種碳化硅陶瓷密封環(huán)，由W0.5納米級微粉90份、碳化硼粉6份、液氣樹脂4份重量配比的原料制成，其制造工藝如下一.材料處理(1)按重量配比秤取原料；(2)將W0.5納米級微粉、碳化硼粉、液氣樹脂放入球磨機球磨；(3)將球磨后的組合物在濃度為80％的鹽酸中浸泡30分鐘；(4)將組合物烘干、碾碎、過篩達到200目；(5)將組合物壓制成密封環(huán)，其壓力cm3/1.2噸，密度，1.95克/cm3；二.燒結(jié)(1)裝爐，抽真空至小于1Pa；(2)升溫700℃/h-950℃/h停止真空；(3)充氬氣至常壓后停止送氣；(4)繼續(xù)升溫，在1920℃保溫15分鐘，保持爐膛氣壓0.01MPa，升至2180℃保溫60分鐘；(5)關(guān)爐，自然冷卻；(6)出爐、清理、磨加工、研磨、檢驗、入庫。
可以制成外徑為8mm-500mm的碳化硅陶瓷密封環(huán)，也可制作軸套、軸瓦、軸承、噴嘴等耐熱、耐磨的重要機械零件。
主要技術(shù)指標見表
技術(shù)指標表

權(quán)利要求
1.一種碳化硅陶瓷密封環(huán)，其特征在于，采用0.5μm的納米級材料，它由以下重量配比的原料制成W0.5納米級微粉85％～95％碳化硼粉 2％～9％液氣樹脂 2％～8％。
2.一種碳化硅陶瓷密封環(huán)的制造工藝，其特征在于，采用超高溫燒結(jié)工藝，其工藝如下一.材料處理(1)按重量配比秤取原料；(2)將W0.5納米級微粉、碳化硼粉、液氣樹脂放入球磨機球磨；(3)將球磨后的組合物在濃度為70％-90％的鹽酸中浸泡20-40分鐘；(4)將組合物烘干、碾碎、過篩達到150-250目；(5)將組合物壓制成密封環(huán)，其壓力cm3/1.1噸-cm3/1.3噸，密度1.85克/cm3-2.05克/cm3；二.燒結(jié)(1)裝爐，抽真空至小于1Pa；(2)升溫700℃/h-950℃/h停止真空；(3)充氬氣至常壓后停止送氣；(4)繼續(xù)升溫，在1910-1930℃保溫13-17分鐘，保持爐膛氣壓0.01MPa，升至2170℃-2200℃保溫50-70分鐘；(5)關(guān)爐，自然冷卻；(6)出爐、清理、磨加工、研磨、檢驗、入庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳化硅陶瓷密封環(huán)，其特征在于，所述的密封環(huán)外徑為8mm-500mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳化硅陶瓷密封環(huán)，其特征在于，采用0.5μm的納米級材料，由以下重量配比的原料制成W0.5納米級微粉85％～95％、碳化硼粉2％～9％、液氣樹脂2％～8％，其制造工藝，采用超高溫燒結(jié)工藝，其工藝如下按重量配比秤取原料；放入球磨機球磨后在的鹽酸中浸泡、烘干、碾碎、過篩，將組合物壓制成密封環(huán)裝爐，抽真空至小于1Pa；升溫700℃/h－950℃/h停止真空；充氬氣至常壓后停止送氣；繼續(xù)升溫，在1910－1930℃保溫13－17分鐘，保持爐膛氣壓0.01MPa，升至2170℃－2200℃保溫50－70分鐘；關(guān)爐，自然冷卻。本發(fā)明的優(yōu)點是耐高溫、高壓、強腐蝕，可靠性高。
文檔編號C04B35/622GK1830900SQ20051002429
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者鄭佑俊 申請人:上海德寶密封件有限公司