Phớt cơ khíđóng vai trò rất quan trọng trong việc tránh rò rỉ cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Trong ngành công nghiệp hàng hải cóphớt cơ khí bơm, phớt cơ khí trục quay. Và trong ngành dầu khí cóphớt cơ khí hộp mực,phớt cơ khí tách rời hoặc phớt cơ khí khí khô. Trong ngành công nghiệp ô tô có phớt cơ khí nước. Và trong ngành công nghiệp hóa chất có phớt cơ khí máy trộn (phớt cơ khí máy khuấy) và phớt cơ khí máy nén.
Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng khác nhau, nó đòi hỏi giải pháp niêm phong cơ học với vật liệu khác nhau. Có nhiều loại vật liệu được sử dụng trongphớt trục cơ khí chẳng hạn như phớt cơ khí gốm, phớt cơ khí cacbon, phớt cơ khí silicon carbide,Phớt cơ khí SSIC vàPhớt cơ khí TC.
Phớt cơ khí bằng gốm
Phớt cơ khí bằng gốm là thành phần quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, được thiết kế để ngăn chặn rò rỉ chất lỏng giữa hai bề mặt, chẳng hạn như trục quay và vỏ cố định. Những phớt này được đánh giá cao vì khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
Vai trò chính của phớt cơ khí bằng gốm là duy trì tính toàn vẹn của thiết bị bằng cách ngăn ngừa mất chất lỏng hoặc nhiễm bẩn. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dầu khí, chế biến hóa chất, xử lý nước, dược phẩm và chế biến thực phẩm. Việc sử dụng rộng rãi các phớt này có thể là do cấu trúc bền bỉ của chúng; chúng được làm từ vật liệu gốm tiên tiến mang lại đặc tính hiệu suất vượt trội so với các vật liệu phớt khác.
Phớt cơ khí bằng gốm bao gồm hai thành phần chính: một là mặt cố định cơ học (thường được làm bằng vật liệu gốm) và một là mặt quay cơ học (thường được chế tạo từ than chì cacbon). Hoạt động bịt kín xảy ra khi cả hai mặt được ép lại với nhau bằng lực lò xo, tạo ra một rào cản hiệu quả chống rò rỉ chất lỏng. Khi thiết bị hoạt động, lớp màng bôi trơn giữa các mặt bịt kín làm giảm ma sát và mài mòn trong khi vẫn duy trì độ kín khít.
Một yếu tố quan trọng phân biệt phớt cơ khí gốm với các loại khác là khả năng chống mài mòn vượt trội của chúng. Vật liệu gốm có đặc tính độ cứng tuyệt vời cho phép chúng chịu được điều kiện mài mòn mà không bị hư hỏng đáng kể. Điều này dẫn đến phớt bền hơn, ít cần thay thế hoặc bảo dưỡng hơn so với phớt làm từ vật liệu mềm hơn.
Ngoài khả năng chống mài mòn, gốm sứ còn thể hiện tính ổn định nhiệt đặc biệt. Chúng có thể chịu được nhiệt độ cao mà không bị suy thoái hoặc mất hiệu quả bịt kín. Điều này làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao, nơi các vật liệu bịt kín khác có thể bị hỏng sớm.
Cuối cùng, phớt cơ khí bằng gốm có khả năng tương thích hóa học tuyệt vời, có khả năng chống lại nhiều chất ăn mòn khác nhau. Điều này khiến chúng trở thành lựa chọn hấp dẫn cho các ngành công nghiệp thường xuyên phải xử lý hóa chất mạnh và chất lỏng có tính ăn mòn.
Phớt cơ khí bằng gốm là cần thiếtcon dấu thành phầnđược thiết kế để ngăn chặn rò rỉ chất lỏng trong thiết bị công nghiệp. Các đặc tính độc đáo của chúng, chẳng hạn như khả năng chống mài mòn, độ ổn định nhiệt và khả năng tương thích hóa học, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho nhiều ứng dụng khác nhau trong nhiều ngành công nghiệp
| tính chất vật lý của gốm | ||||
| Thông số kỹ thuật | đơn vị | 95% | 99% | 99,50% |
| Tỉ trọng | g/cm3 | 3.7 | 3,88 | 3.9 |
| Độ cứng | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Tỷ lệ xốp | % | 0,4 | 0,2 | 0,15 |
| Sức mạnh gãy xương | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 10(-6)/K | 5,5 | 5.3 | 5.2 |
| Độ dẫn nhiệt | W/MK | 27,8 | 26,7 | 26 |
Phớt cơ khí bằng carbon
Phớt cơ khí cacbon có lịch sử lâu đời. Graphite là một dạng đồng dạng của nguyên tố cacbon. Năm 1971, Hoa Kỳ đã nghiên cứu thành công vật liệu làm kín cơ khí graphite linh hoạt, giải quyết được sự rò rỉ của van năng lượng nguyên tử. Sau khi xử lý sâu, graphite linh hoạt trở thành vật liệu làm kín tuyệt vời, được chế tạo thành nhiều loại phớt cơ khí cacbon có tác dụng làm kín các thành phần. Các phớt cơ khí cacbon này được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất, dầu mỏ, điện như phớt chất lỏng nhiệt độ cao.
Do graphite mềm được hình thành do graphite giãn nở sau nhiệt độ cao nên lượng chất xen kẽ còn lại trong graphite mềm rất nhỏ nhưng không hoàn toàn, do đó sự tồn tại và thành phần của chất xen kẽ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và hiệu suất của sản phẩm.
Lựa chọn vật liệu mặt Carbon Seal
Nhà phát minh ban đầu đã sử dụng axit sunfuric đậm đặc làm chất oxy hóa và chất xen kẽ. Tuy nhiên, sau khi được áp dụng cho lớp niêm phong của một thành phần kim loại, một lượng nhỏ lưu huỳnh còn lại trong than chì mềm được phát hiện có thể ăn mòn kim loại tiếp xúc sau thời gian dài sử dụng. Theo quan điểm này, một số học giả trong nước đã cố gắng cải thiện nó, chẳng hạn như Song Kemin đã chọn axit axetic và axit hữu cơ thay vì axit sunfuric. axit, chậm trong axit nitric và hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng, được tạo ra từ hỗn hợp axit nitric và axit axetic. Bằng cách sử dụng hỗn hợp axit nitric và axit axetic làm chất chèn, than chì nở không chứa lưu huỳnh đã được chuẩn bị với kali pemanganat làm chất oxy hóa và axit axetic được thêm từ từ vào axit nitric. Nhiệt độ được giảm xuống nhiệt độ phòng và hỗn hợp axit nitric và axit axetic được tạo ra. Sau đó, than chì dạng vảy tự nhiên và kali pemanganat được thêm vào hỗn hợp này. Trong điều kiện khuấy liên tục, nhiệt độ là 30 độ C. Sau phản ứng 40 phút, nước được rửa sạch đến trung tính và sấy khô ở 50~60 độ C, và than chì nở ra được tạo ra sau khi giãn nở ở nhiệt độ cao. Phương pháp này không đạt được sự lưu hóa trong điều kiện sản phẩm có thể đạt đến một thể tích giãn nở nhất định, do đó đạt được tính chất tương đối ổn định của vật liệu bịt kín.
| Kiểu | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Thương hiệu | Đã ngâm tẩm | Đã ngâm tẩm | Phenol tẩm | Antimon Cacbon(A) | |||||
| Tỉ trọng | 1,75 | 1.7 | 1,75 | 1.7 | 1,75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Sức mạnh gãy xương | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Sức mạnh nén | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Độ cứng | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Độ xốp | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1,5 | <1,5 | <1,5 |
| Nhiệt độ | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Phớt cơ khí Silicon Carbide
Silic cacbua (SiC) còn được gọi là carborundum, được làm từ cát thạch anh, than cốc dầu mỏ (hoặc than cốc), dăm gỗ (cần phải thêm vào khi sản xuất silic cacbua xanh), v.v. Silic cacbua cũng có một loại khoáng chất hiếm trong tự nhiên, dâu tằm. Trong các nguyên liệu chịu lửa công nghệ cao không chứa oxit C, N, B hiện đại, silic cacbua là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi và kinh tế nhất, có thể gọi là cát thép vàng hoặc cát chịu lửa. Hiện nay, sản xuất silic cacbua công nghiệp của Trung Quốc được chia thành silic cacbua đen và silic cacbua xanh, cả hai đều là tinh thể lục giác có tỷ lệ 3,20 ~ 3,25 và độ cứng vi mô 2840 ~ 3320kg / m²
Sản phẩm silicon carbide được phân loại thành nhiều loại theo môi trường ứng dụng khác nhau. Nó thường được sử dụng nhiều hơn về mặt cơ học. Ví dụ, silicon carbide là vật liệu lý tưởng cho phớt cơ khí silicon carbide vì khả năng chống ăn mòn hóa học tốt, độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt, hệ số ma sát nhỏ và khả năng chịu nhiệt độ cao.
Vòng đệm SIC có thể được chia thành vòng tĩnh, vòng động, vòng phẳng, v.v. SiC silicon có thể được chế tạo thành nhiều sản phẩm cacbua khác nhau, chẳng hạn như vòng quay silicon carbide, ghế cố định silicon carbide, ống lót silicon carbide, v.v., theo yêu cầu đặc biệt của khách hàng. Nó cũng có thể được sử dụng kết hợp với vật liệu than chì, và hệ số ma sát của nó nhỏ hơn gốm alumina và hợp kim cứng, vì vậy nó có thể được sử dụng ở giá trị PV cao, đặc biệt là trong điều kiện axit mạnh và kiềm mạnh.
Ma sát giảm của SIC là một trong những lợi ích chính khi sử dụng nó trong phớt cơ khí. Do đó, SIC có thể chịu được sự hao mòn tốt hơn các vật liệu khác, kéo dài tuổi thọ của phớt. Ngoài ra, ma sát giảm của SIC làm giảm nhu cầu bôi trơn. Việc không bôi trơn làm giảm khả năng nhiễm bẩn và ăn mòn, cải thiện hiệu quả và độ tin cậy.
SIC cũng có khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Điều này cho thấy nó có thể chịu được việc sử dụng liên tục mà không bị hư hỏng hoặc vỡ. Điều này làm cho nó trở thành vật liệu hoàn hảo cho các mục đích sử dụng đòi hỏi độ tin cậy và độ bền cao.
Nó cũng có thể được mài lại và đánh bóng để có thể tân trang lại phớt nhiều lần trong suốt thời gian sử dụng. Nó thường được sử dụng nhiều hơn về mặt cơ học, chẳng hạn như trong phớt cơ khí vì khả năng chống ăn mòn hóa học tốt, độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt, hệ số ma sát nhỏ và khả năng chịu nhiệt độ cao.
Khi được sử dụng cho mặt phớt cơ khí, silicon carbide mang lại hiệu suất được cải thiện, tuổi thọ phớt tăng, chi phí bảo trì thấp hơn và chi phí vận hành thấp hơn cho các thiết bị quay như tua bin, máy nén và máy bơm ly tâm. Silicon carbide có thể có các tính chất khác nhau tùy thuộc vào cách sản xuất. Silicon carbide liên kết phản ứng được hình thành bằng cách liên kết các hạt silicon carbide với nhau trong một quá trình phản ứng.
Quá trình này không ảnh hưởng đáng kể đến hầu hết các tính chất vật lý và nhiệt của vật liệu, tuy nhiên nó hạn chế khả năng chống hóa chất của vật liệu. Các hóa chất phổ biến nhất gây ra vấn đề là chất ăn da (và các hóa chất có độ pH cao khác) và axit mạnh, do đó không nên sử dụng silicon carbide liên kết phản ứng với các ứng dụng này.
Phản ứng thiêu kết thấmsilicon carbide. Trong vật liệu như vậy, các lỗ rỗng của vật liệu SIC ban đầu được lấp đầy trong quá trình thẩm thấu bằng cách đốt cháy silicon kim loại, do đó SiC thứ cấp xuất hiện và vật liệu có được các tính chất cơ học đặc biệt, trở nên chống mài mòn. Do độ co ngót tối thiểu, nó có thể được sử dụng trong sản xuất các bộ phận lớn và phức tạp với dung sai chặt chẽ. Tuy nhiên, hàm lượng silicon giới hạn nhiệt độ hoạt động tối đa ở mức 1.350 °C, khả năng chống hóa chất cũng bị giới hạn ở khoảng pH 10. Vật liệu này không được khuyến khích sử dụng trong môi trường kiềm mạnh.
thiêu kếtsilicon carbide được thu được bằng cách thiêu kết hạt SIC cực mịn đã nén trước ở nhiệt độ 2000 °C để tạo thành liên kết bền giữa các hạt vật liệu.
Đầu tiên, mạng lưới dày lên, sau đó độ xốp giảm đi, và cuối cùng là các liên kết giữa các hạt được thiêu kết. Trong quá trình xử lý như vậy, sản phẩm bị co ngót đáng kể – khoảng 20%.
Vòng đệm SSIC có khả năng chống lại mọi loại hóa chất. Vì không có silicon kim loại trong cấu trúc của nó nên nó có thể được sử dụng ở nhiệt độ lên tới 1600C mà không ảnh hưởng đến độ bền của nó
| của cải | R-SiC | S-SiC |
| Độ xốp (%) | ≤0,3 | ≤0,2 |
| Mật độ (g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Độ cứng | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Mô đun đàn hồi (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| Hàm lượng SiC (%) | ≥85% | ≥99% |
| Hàm lượng Si (%) | ≤15% | 0,10% |
| Độ bền uốn (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Cường độ nén (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Hệ số giãn nở nhiệt (1/℃) | 4,5×10-6 | 4,3×10-6 |
| Khả năng chịu nhiệt (trong khí quyển) (℃) | 1300 | 1600 |
Phớt cơ khí TC
Vật liệu TC có đặc điểm là độ cứng, độ bền, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn cao. Nó được gọi là "Răng công nghiệp". Do hiệu suất vượt trội của nó, nó đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ, gia công cơ khí, luyện kim, khoan dầu, truyền thông điện tử, kiến trúc và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong máy bơm, máy nén và máy khuấy, vòng cacbua vonfram được sử dụng làm phớt cơ khí. Khả năng chống mài mòn tốt và độ cứng cao làm cho nó phù hợp để sản xuất các bộ phận chống mài mòn với nhiệt độ cao, ma sát và ăn mòn.
Theo thành phần hóa học và đặc điểm sử dụng, TC có thể được chia thành bốn loại: vonfram coban (YG), vonfram-titan (YT), vonfram titan tantal (YW) và titan cacbua (YN).
Hợp kim cứng vonfram coban (YG) bao gồm WC và Co. Nó thích hợp để gia công các vật liệu giòn như gang, kim loại màu và vật liệu phi kim loại.
Stellite (YT) được tạo thành từ WC, TiC và Co. Do bổ sung TiC vào hợp kim, khả năng chống mài mòn của nó được cải thiện, nhưng độ bền uốn, hiệu suất mài và độ dẫn nhiệt đã giảm. Do độ giòn ở nhiệt độ thấp, nó chỉ phù hợp để cắt vật liệu chung tốc độ cao và không phù hợp để gia công vật liệu giòn.
Tungsten titan tantalum (niobi) coban (YW) được thêm vào hợp kim để tăng độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn ở nhiệt độ cao thông qua lượng tantalum carbide hoặc niobi carbide thích hợp. Đồng thời, độ dẻo dai cũng được cải thiện với hiệu suất cắt toàn diện tốt hơn. Nó chủ yếu được sử dụng để cắt vật liệu cứng và cắt gián đoạn.
Lớp gốc titan cacbon hóa (YN) là hợp kim cứng có pha cứng TiC, niken và molypden. Ưu điểm của nó là độ cứng cao, khả năng chống liên kết, chống mài mòn hình lưỡi liềm và khả năng chống oxy hóa. Ở nhiệt độ trên 1000 độ, nó vẫn có thể gia công. Nó được áp dụng cho việc hoàn thiện liên tục thép hợp kim và thép tôi.
| người mẫu | hàm lượng niken (wt%) | mật độ (g/cm²) | độ cứng (HRA) | độ bền uốn (≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14,5-14,9 | 88,5-91,0 | 1800 |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14,4-14,8 | 87,5-90,0 | 2000 |
| người mẫu | hàm lượng coban (wt%) | mật độ (g/cm²) | độ cứng (HRA) | độ bền uốn (≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14,6-15,0 | 89,5-91,0 | 1800 |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14,5-14,9 | 88,0-90,5 | 1980 |
| YG12 | 11.7-12.2 | 13,9-14,5 | 87,5-89,5 | 2400 |
| YG15 | 14,6-15,2 | 13,9-14,2 | 87,5-89,0 | 2480 |
| YG20 | 19,6-20,2 | 13,4-13,7 | 85,5-88,0 | 2650 |
| YG25 | 24,5-25,2 | 12,9-13,2 | 84,5-87,5 | 2850 |