本篇文章给大家谈谈硬质合金密封件，以及硬质合金机械密封对应的知识点，希望对各位有所帮助。

　　GB/T 10708.1-2000 往复运动橡胶密封圈结构尺寸系列 第1部分：单向密封橡胶密封圈 国家质量监督检验检疫. 2001-03-01 现行

　　GB/T 10708.2-2000 往复运动橡胶密封圈结构尺寸系列 第2部分：双向密封橡胶密封圈 国家质量监督检验检疫. 2001-03-01 现行

　　GB/T 10708.3-2000 往复运动橡胶密封圈结构尺寸系列 第3部分：橡胶防尘密封圈 国家质量监督检验检疫. 2001-03-01 现行

　　GB/T 13477.12-2002 建筑密封材料试验方法 第12部分: 同一温度下拉伸-压缩循环后粘结性的测定 国家质量监督检验检疫. 2003-06-01 现行

　　GB/T 13477.14-2002 建筑密封材料试验方法 第14部分: 浸水及拉伸？压缩循环后粘结性的测定 国家质量监督检验检疫. 2003-06-01 现行

　　GB/T 13477.15-2002 建筑密封材料试验方法 第15部分: 经过热、透过玻璃的人工光源和水曝露后粘结性的测定 国家质量监督检验检疫. 2003-06-01 现行

　　GB/T 13477.3-2002 建筑密封材料试验方法 第3部分: 使用标准器具测定密封材料挤出性的方法 国家质量监督检验检疫. 2003-06-01 现行

　　GB/T 13477.4-2002 建筑密封材料试验方法 第4部分: 原包装单组分密封材料挤出性的测定 国家质量监督检验检疫. 2003-06-01 现行

　　GB/T 13871.1-2007 密封件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第1部分:基本尺寸和公差 国家质量监督检验检疫. 2008-07-01 现行

　　GB/T 13871.3-2008 密封件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第3部分：贮存、搬运和安装 国家质量监督检验检疫. 2008-10-01 现行

　　GB/T 13871.4-2007 密封件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第4部分:性能试验程序 国家质量监督检验检疫. 2008-07-01 现行

　　釜用机械密封件：204机械密封件 205机械密封件 207机械密封件 212机械密封件 221机械密封件 204B机械密封件 202F202F机械密封件

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　　在修理机械密封时，85%的密封失效不是因磨损造成，而是在磨损前就已泄漏了。

　　当密封面一打开，介质中的固体微粒在液体压力的作用下进入密封面，密封面闭合后，这些固体微粒就嵌入软环（通常是石墨环）的面上，这实际成了一个“砂轮”会损坏硬环表面。

　　由于动环或橡胶圈紧固在轴（轴套）上，当轴串动时，动环不能及时贴合，而使密封面打开，并且密封面的滞后闭合，就使固体微粒进入密封面中。

　　同时轴（轴套）和滑动部件之间也存在有固体微粒，影响橡胶圈或动环的滑动（相对动密封点，常见故障）。另外，介质也会在橡胶圈与轴（轴套）磨擦部位产生结晶物，在弹簧处也会存有固体物质，都会使密封面打开。

　　因密封面上会产生热，故橡胶圈使用温度应低于设计规范。氟橡胶和聚四氟乙烯的使用温度为216℃，丁晴橡胶的使用温度为162℃，虽然它们都能承受较高的温度，但因密封面产生的热较高，所以橡胶圈有继续硫化的危险，最终失去弹性而泄漏。（冷区考虑冷脆）

　　密封面之间还会因热引起介质的结晶，如结碳，造成滑动部件被粘住和密封面被凝结。而且有些聚合物因过热而焦化，有些流体因过热而失去润滑等甚至闪火。

　　过热除能改变介质的状况外，还会加剧它的腐蚀速率。引起金属零件的变形，合金面的开裂，以及某些镀层裂缝，设计应选用平衡型机械密封，以降低比压防止过热。

　　正确的装配公差，对于安装机械密封是很必要的，轴（轴套）必须有合适的表面粗糙度和正确的尺寸，但制造者很少提供公差数据，这些数据对安装来讲都是很关键的。（依靠经验和常识）

　　机械密封的尺寸精度及形位公差必须符合图纸要求，超差将会导致密封提前失效。

　　密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料具有不同的适用性。对密封材料的要求是：①材料致密性好，不易泄漏介质；②有适当的机械强度和硬度；③压缩性和回弹性好，永久性变形小；④高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不脆裂；⑤抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作，其体积一硬度变化小，且不粘附在金属表面上；⑥摩擦系数小，耐磨性好；⑦具有与密封面贴全的柔软性；⑧耐老化性好，经久耐用；⑨加工制造方便，价格便宜，取材容易。显然，任何一种材料要完全满足上述要求是不可能的，但具有优异密封性能的材料能够满足上述大部分要求。

　　可橡胶是最常用的密封材料，除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨带、聚四氟乙烯以及各种密封胶等，表29.2-4列出密封材料的分类和用途。

　　纤维 植物纤维 棉、麻、纸、软木垫片、软填料、防尘密封件、夹布橡胶密封件

　　人造纤维 有机合成纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维 软填料、夹布橡胶密封件

　　弹塑性体 橡胶合成橡胶、天然橡胶垫片、成型填料、油封、软填料、防尘密封件、全封闭密封件

　　塑料 氟塑料、尼龙、聚乙烯、酚醛塑性、氯化聚醚、聚苯硫醚 垫片、成型填料、油封、软填料、硬填料、活塞环、机械密封、防尘密封件、全封闭密封件

　　金属 有色金属 铜、铝、铅、锌、锡及其合金 垫片、软填料、机械密封、迷宫密封、硬填料、间隙密封

　　黑色金属 碳钢、铸铁、不锈钢、堆焊合金、喷涂粉末 垫片、硬填料、机械密封、活塞环、间隙密封、防尘密封件、全封闭密封件、成型填料

　　密封材料的性能是保证有效密封的重要因素，选择密封材料，主要是根据密封元件的工作环境，如使用温度、工作压力、所使用的工作介质以及运动方式等。对密封材料的基本要求如下：

　　使用最广的青铜阀、铸铁阀门和钢阀门的最高工作温度在280℃左右。适用介质包括蒸汽、水、油、空气和天然气输送管线。阀瓣和阀门座也可以使用适当牌号的青铜（阀杆用不锈钢）可以适应那些温度极低的介质，如液化气、液态氧和液态氮。

　　除阀杆用钢制成，阀门的其余全部零件都用铁制作（‘全铁’）。通常阀瓣和阀体两者都有整体密封面。‘全铁’阀门对于浓硫酸和碳氢化合物的混合酸介质来说是一种比较经济的选择，并且对于许多其它与工业有关的化学液体如卤水、氨水、酒精、洗涤液和氯化物溶液使用情况也很令人满意。

　　这种材料广泛地应用于阀杆、阀座密封圈和阀瓣上。它使用在含有一定比例的润滑剂的介质，具有很高的耐磨、抗擦伤、抗腐蚀和抗冲蚀等特点。它还有很强的抗氧化能力和抗热硫化润滑油的腐蚀能力。这种材料在油品和蒸气管线℃的情况下已成功的使用了许多年。

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　　‘镍合金’（这里指镍、铜和锡合金的组合），用它做阀门座环；用铬13不锈钢做阀瓣，特别适合于没有润滑剂，腐蚀性相对不大的气体和液体介质。其它的适用介质包括过热蒸汽和饱和蒸汽、天然气、燃油、汽油和低粘度油。对于蒸汽来说，工作介质限制在450℃以下，对于其它介质限制在260℃以下。

　　前面阀体材料里已经介绍过奥氏体不锈钢，以18-8铬一镍为基础的钢材，广泛地用在阀门内件制造上。无论是在极强的腐蚀还是极高的温度下，或者即强腐蚀又高温下的介质都适用。

　　这些‘20’合金、‘耐热镍铬铁合金825’和‘Carpenter 20cb3’经常被用来做阀门内件。这些特种不锈钢的内件经常用在普通不锈钢阀门上，而且有时也只在铁阀和钢阀上。

　　用这种合金做阀门内件，大多数用在铁阀和钢阀上。其介质多为海水，盐溶液或蒸汽。

　　这些材料用在阀门内件上的不多，而在整个阀门上经常应用。然而，介质为硫酸或稀盐酸时，有时用‘哈氏’合金‘B’作为阀门内件材料，而‘哈氏’合金‘C’的典型应用是在专用的氨阀和混合酸介质的阀门内件上。

　　在阀瓣和阀体座上堆焊一层坚硬的硬质合金，这样就可以使密封面具有很高的耐磨性和抗擦伤能力。这种材料尤其适用于介质温度升高和干燥的场合。

　　密封面的材料通常从钴基和镍基合金中挑选，而且与之相配对的表面通常镀有相似的材料，但要有硬度差，以便在工作中减少擦伤。然而，相配的两面并不总是都采用堆焊的型式，采用什么型式还要取决于所用硬质合金的性能。

　　钴基和镍基硬质合金的类似的性能规范可以从一些阀门制造商那里得到。选择材料时要依靠许多评价因素。一个重要的因素是所给的材料要能够容易地附着在特定的零件上。

　　塑料和合成橡胶被使用在许多不同种类阀门的以一种型式或另一种型式布置的密封面和阀座上。

　　应用最广泛的塑料材料是聚四氟乙烯（PTEF）。在球阀和蝶阀中用它做阀座，在隔膜阀中用它做隔膜表面。在许多种类的阀门中，聚四氟乙烯被用来做阀杆密封填料。

　　作为阀座和密封件的材料，聚四氟乙烯是最好的；它几乎能适用所有介质，并且耐磨性很好，而且使用温度可达250℃。经常使用纯的聚四氟乙烯，但在许多情况下，为了改善它的压缩永久变形的性能，可加入一些化学性质不活泼的填料，如玻璃。

　　聚四氟乙烯的抗化学腐蚀性质使它成为一种很理想的隔膜材料。它的刚性和抗疲劳性质也是有用的特性。在多数使用隔膜的阀中，一层薄的聚四氟乙烯与合成橡胶基底联合使用，聚四氟乙烯与合成橡胶可以是分离的，也可以是粘接的。

　　在阀门内件中应用合成橡胶大多数是作为‘O’形圈、垫片、阀座和座衬套、隔膜和蝶阀的衬套。

　　‘O’形圈大量的用在阀杆密封上，最常用的材料是腈橡胶。碳一氟化合橡胶、乙烯丙基橡胶和硅橡胶，尤其适合在高温下使用。

　　各种各样的合成橡胶广泛地应用在阀座、衬套、隔膜和导套上。基本聚合物的化合可以得到更广泛的物理和化学性能。以下是最常用的合成橡胶：

　　应用塑料和合成橡胶作为阀门内件材料的优点是它具有很好的抗腐蚀性和抗冲蚀性，而且可以达到无漏损密封。而这些材料的缺点是在使用中工作温度受到所用材料的限制。此外，给定的材料是否适用还要取决于若干因素。

　　密封环是一种带有缺口的环状密封件，靠被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上起密封作用。密封环是一种带有缺口的环状密封件，把它放置在套筒的环槽内，套筒与轴一起转动，密封环靠缺口被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上，即可起到密封的作用。各个接触表面均需经硬化处理并磨光。密封环用含铬的耐磨铸铁制造，可用于滑动速度小于100m/s之处；若滑动速度为60～80m/s范围内，也可以用锡青铜制造密封环。

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　　根据制造方法和材料的不同，密封环有整体式密封环（用同一种材料制造）、组合式密封环，表面堆焊硬质合金和喷涂陶瓷等多种结构。

　　这种密封环因用同一种材料制成，材料的性能在密封环的各个部位均匀一致，没有组合式密封环泄漏和分离的缺陷，也没有电化学腐蚀的可能。制造软环大都用石墨，制造硬环时可用各种合金钢，如轴承钢(GCr9)、高速钢(W18Cr4V)及其他合金钢（如1140Cr、3Cr13等），也有的用合金铸铁。（如硅、铬和镍铸铁）。采用这些材料时，都要辅之以适当的热处理工艺，以提高其硬度和耐磨性。这类材料价格较低，如果使用恰当，也有较长的寿命。为了进一步提高硬度和延长使用寿命，可采用硬质合金制造。常用的硬质合金为钴基碳化钨，性能较好，但价格高。钢结硬质合金的价格较低。为了提高在腐蚀介质中的耐蚀性，有镍基碳化钨，而哈氏合金有更高的耐蚀性，但价格昂贵。此外，还有用碳化硅及其他陶瓷材料制造的密封环。

　　碳化钨等材料有优良的性能，但是价格高，加工困难，限制了它的使用。为解决这个矛盾，出现了组合式密封环。密封端面采用硬质合金，密封环的基体（称为环座）则用普通材料制成。为解决硬质合金环和环座之间的联接和密封，产生了热装式、带密封圈式、焊接和钎焊四种组合式密封环。

　　这种组合式密封环在硬质合金环与环座之间用H7/g8的滑动配合。在两者配合圆柱面间置一聚四氟乙烯或合成橡胶制戚的。形密封圈，防止其间的密封流体泄漏，且将硬质合金环与环座组合在一起．在硬质合金环与环蛊街平面结合处设一销钉，以传递扭矩。此种组合结构，无组合应力产生，也无由此引起的组合密封环的密封端面的变形，但是组合密封环零件的数量增加了，还需要在硬质合拿环上钻孔或槽，给制造增加了难度，同时由于增设了。形圈，密封环的使用温度受到了限制。

　　为提高带。形圈密封环的使用温度，出现了热装式密封环。它是靠硬质合金环和环座之间的过盈配合来传递扭矩并实现密封，是应用最多的一种密封环（图23）。这种密封环组合时将环座加热，环座孔受热胀大，放入硬质合金环，冷却之后两者在过盈下完成组合，再在常温下研磨和抛光密封端面到要求的精度。这种环的缺点是，随着时间的推移，环境和使用温度的变化，密封端面的平面度将发生变化而不符合要求。究其原因，一是热装结构本身存在过盈，且接触应力不均匀，使之产生帆械变形；二是由予使用温度较高（或过低），材料物理性能（主要是线膨胀系数）的差异使硬质合金环和环座的配合部位不能同步胀缩，过盈量发生变化，接触应力也随着发生变化，这种变化对密封环的使用产生影响。密封端面变形破坏了平面度，更有甚者丧失过盈，使联接失效，硬质合金环脱落。

　　为克服热装式密封环松脱的缺陷，出现了焊接的密封环。所用的硬质合金是以Cr3C2为硬质相、Ni为粘结相的烧结合金材料。耐腐蚀优于YG6等硬质合金，高温下具有优异的抗氧化性能，在1000℃空气中加热2小时无任何变化。但是导热性能较差，仅为YG6的1/3，线℃时）。这两点决定了耐热冲击性能不如YG6好。正因为线膨胀系数较大，和马氏体不锈钢接近（10~500℃时为11*10-6/℃），为和环座焊接提供了有利条件。焊接时需在环和座之间铺放一层镍基粉末，置于线℃高温熔焊，然后进行圆火处理，以消际焊接应力。出于是焊接的密封环，硬质合金环厚度可以比YG6薄，毛坯的厚度也只有3~3.6mm。又因密度小，是YG6的一半(7～7.5g/cm8)，因此，可节约贵重金属，价格较低。这种合金的牌号为CNIS,其中Cr3C285%、Ni15%。

　　为傈持碳化钨的优良性能，韵缺陷，出现了钎焊的密封环。座上开坡口，用一种低熔点焊料，在环和座之间施焊，焊料熔化后将环和座联接在一起，并实现两者之间的密封。这种密封环的突出优点是硬质合金克服热装密封环变形和松脱图3为这种环的结构。在环环不变形。一方面环和座之间图3钎焊的密封环韵配合面上无挤压应力；另一方面采用激光焊接，热量高度集中在焊料处，加热时间短，环和座几乎不被加热，更不可能在髂化的情况下完成焊接。焊料塑性很好，仅存的焊接应力已被焊料吸收。

　　1.泄漏量：轴或轴套直径不大于50mm时，泄漏量3ml/h；直径大于50mm的时候，泄漏量5ml/h。对于双端面密封，任一端面泄漏量应该不超过上述值（请按实际情况操作）。

　　4.当耐碱橡胶密封件介质包含有结题颗粒的时候，橡胶密封副应该采用硬质密封材料。

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　　5.对浓碱橡胶密封件介质，橡胶密封副应该选用镍基和镍格基硬质合金密封材料。

　　作者:钢百科本文地址：硬质合金密封件（硬质合金机械密封）发布于 2022-12-29 18:16:10