，这比单纯的富油润滑效果更好；3)即使干摩擦条件下，微坑或微沟槽可以容纳因磨损产生的微磨粒，从而降低由于磨粒产生的高磨损。
[0023]本发明优选采用窄线、面摩擦副浮动油封，其结构能够使得摩擦副2在对位工作时有较大的装配余量，即便是安装有误差，没有保证同轴，以及静置状态时产生偏心位移，都能保证线、面接触，保持摩擦副的接触质量和密封效果，使得油封具有较好的耐磨性能和较高的使用寿命。特别是在摩擦面进行微坑或微沟槽织构化处理后，窄线、面摩擦副浮动油封的摩擦面采用线接触，能够极大地保证油封处于富油润滑的状态，油膜的形成更为稳固，效果更佳。
[0024]进一步地，为提高使用寿命，所述锐面摩擦组件2b的截面为半椭圆形或梯形，优选采用梯形结构。这样加工时为平面加工，加工成本会更低。所述锐面摩擦组件2b的摩擦工作面宽度优选为0.3-1.5mm。
[0025]为进一步提高使用寿命，所述摩擦副2采用氧化铝陶瓷材料或其它工程陶瓷材料制成。在线接触的摩擦状态下，摩擦副的线/面组合结构，相对于面/面组合结构，减少了摩擦接触面，提高了两个摩擦副的接触质量和密封润滑效果，相当于降低了摩擦系数，有效降低摩擦副的发热量，降低润滑油、脂分解汽化的不利因素，促进理想润滑状态的形成，那么摩擦产生的发热量就相对小，完全能被润滑油、脂导出，因而选择导热系数较差的陶瓷材料，也不会产生因导热不良，温度快速升高的问题。所述摩擦副2采用氧化铝含量75°/『99%、原晶粒度小于0.δ-?μπι的氧化铝陶瓷粉料，干压、等静压成型后，毛坯1200~1700°C高温烧结而成，毛坯烧结温度优选为1400~1650°C。这样制备出来的陶瓷材料的摩擦副2硬度更大，耐磨性能最优，使用寿命也最长。加工出的陶瓷材料的摩擦副2可以采用过盈配合或者粘接的方式固定在密封环体1的端面。陶瓷材料烧结成瓷后自然形成的“天生缺陷” 一一微坑，正是摩擦工作表面所需的，可用于储存润滑油、脂促进油膜形成、改善润滑条件的微型储油池。甚至可以采用必需的外界条件和手段，人为有目的性地让陶瓷材料烧结后，形成有规律排列的，表面含有大量开口、表里孔隙闭口的陶瓷体。
[0026]本发明的摩擦副2构件以及整个浮动油封环体1还可采用含有改性纳米级陶瓷晶粒作为第二相质点弥散强化后的金属材料制成，改性纳米级陶瓷晶粒的含量为0.1°/『4%.这样一来可以直接采用铸造或者粉末冶金的制造方式，将摩擦副2和密封环体1 一体化成型，如果摩擦副表面微坑组织不良，再进行表面织构优化处理，使表面微坑组织的尺寸、形态、排列、数量达到可控性。相较于陶瓷材料的工件，加工和生产成本会更低。在制造时，只需将事先购置的改性纳米级陶瓷晶粒均匀混入金属材料中既可，除非对称结构会加开一套模具外，后续的生产加工过程和现有油封几乎没有区别。弥散化分布的改性纳米级陶瓷晶粒能够有效提高金属的机加工性能，其强度、耐磨性能等均会有较大幅度提高，而且导热性能几乎不会有任何变化，虽然耐磨性不如陶瓷材料，但导热性、韧性都更好，而且加工成本更低。
[0027]为提高弥散强化效果，所述改性纳米级陶瓷晶粒的颗粒粒度不超过60nm，改性纳米级陶瓷晶粒的颗粒粒度优选为10~30nm。所述摩擦副2内改性纳米级陶瓷晶粒可采用A1203陶瓷晶粒或ThO 2陶瓷晶粒或Y 203陶瓷晶粒或上述陶瓷晶粒的组份混合体。发明人研究发现，陶瓷晶粒优选采用纯度在99%以上的改性纳米级A1203陶瓷晶粒。
[0028]在实际生产过程中，也可以单对平面摩擦组件2a采用高强度的材料，比如上述提及的陶瓷材料或者弥散强化的金属材料等，以保证在偏心运行时，平面摩擦组件2a的摩擦面能够不易损坏，保持理想润滑状态。
[0029]本发明可以采用铸造或粉末冶金工艺，以弥散强化后的金属材料为原料来制备摩擦副组件，而后以薄板冲压或者注塑方式制造金属密封环体或塑料密封环体，最后装配完成。也可以采用一体化成型的方式:直接以铸造的方式，以弥散强化后的金属材料为原料铸造成型；直接以粉末冶金的方式，以弥散强化后的金属材料为原料干压烧结成型。采用铸造或粉末冶金工艺其摩擦表面会具有自然的微坑或微沟槽织构，如果摩擦副表面微坑组织不良，再进行表面织构优化处理。本发明还可以采用锻造的方式制造摩擦副构件以及整个浮动油封环体，而后采用机械制造、表面抛丸处理、等离子刻蚀、电子束刻蚀、电火花加工、激光加工、化学腐蚀等方式对摩擦表面进行织构化处理。织构化处理的微凹陷3的微观形状可以是壁虎脚结构、管阵结构、翘片结构、凸凹点阵结构，也可以是纤维烧结毡结构、疏水沟等结构。
[0030]本发明的核心是在浮动油封的摩擦面进行织构化处理和/或表面织构优化处理，使其具有微坑或微沟槽，以达到利于在油封的摩擦面形成油膜，提高油封的密封形成和润滑效果，增强耐磨性能，延长使用寿命的目的。因此，本发明的保护范围不仅限于上述实施例，在本发明原理的基础上，任何利用上述机理的改变或变形，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种具有储油微孔耐磨面的浮动油封，包括上、下结构对称的一对密封环体(1 )，其特征在于:所述一对密封环体(1)的相对的两个端面分别设置有耐摩擦组件，两个耐摩擦组件形成一对对位配合的摩擦副(2)，所述摩擦副(2)的耐摩擦组件中的一个或两个的耐摩擦工作面具有微坑或微沟槽织构化结构，其表面具有广布的微凹陷(3)，所述微凹陷(3)为微坑或微沟槽，用于储存润滑油、脂等润滑物质，使耐摩擦工作面表面能够形成一层油膜。2.根据权利要求1所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述微凹陷(3)的深度不超过30-100 μm。3.根据权利要求1所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)的一个耐摩擦组件为平面摩擦组件(2a)，其摩擦工作面为平面，其最小宽度大于浮动油封装配时所允许的最大中心偏心距离，另一个耐摩擦组件为锐面摩擦副组件(2b)，其截面为一侧窄一侧宽的形状，窄侧的窄线型端面为工作面，平面摩擦组件(2a)的摩擦面进行了微坑或微沟槽织构化处理；或者两个耐摩擦组件均为平面摩擦组件(2a)，其一个或两个的摩擦面进行了微坑或微沟槽织构化处理。4.根据权利要求3所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述锐面摩擦组件(2b)的摩擦工作面宽度为0.3-1.5mm。5.根据权利要求3所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述锐面摩擦组件(2b)的截面为半椭圆形或梯形。6.根据权利要求1~5任意一项所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)采用氧化铝陶瓷材料或其它工程陶瓷材料制成。7.根据权利要求6所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)采用氧化铝含量75°/『99%、原晶粒度小于0.δ-?μ?的氧化铝陶瓷粉料，干压、等静压成型后，毛还1200~1700°C高温烧结而成。8.根据权利要求7所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)毛坯烧结温度为1400~1650°C。9.根据权利要求1~5任意一项所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)采用含有以改性纳米级陶瓷晶粒作为第二相质点弥散强化后的金属材料制成，改性纳米级陶瓷晶粒的含量为0.1%~4%。10.根据权利要求9所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述改性纳米级陶瓷晶粒的颗粒粒度不超过60nm。11.根据权利要求10所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述改性纳米级陶瓷晶粒的颗粒粒度为10~30nm。12.根据权利要求9所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)内改性纳米级陶瓷晶粒为A1203陶瓷晶粒或ThO 2陶瓷晶粒或Y 203陶瓷晶粒或上述陶瓷晶粒的组份混合体。13.根据权利要求12所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)内陶瓷晶粒优选为纯度在99%以上的改性纳米级A1203陶瓷晶粒。14.根据权利要求6所述的具有储油微孔耐磨面的浮动油封，其特征在于:所述摩擦副(2)内陶瓷晶粒为A1203陶瓷晶粒或ThO 2陶瓷晶粒或Y 203陶瓷晶粒或上述陶瓷晶粒的组份 混合体。
【专利摘要】本发明提供了一种具有储油微孔耐磨面的浮动油封，包括上、下结构对称的一对密封环体，所述一对密封环体的相对的两个端面分别设置有耐摩擦组件，两个耐摩擦组件形成一对对位配合的摩擦副，所述摩擦副的耐摩擦组件中的一个或两个的耐摩擦工作面具有微坑或微沟槽织构化结构，其表面具有广布的微凹陷，所述微凹陷为微坑或微沟槽，用于储存润滑油、脂等润滑物质，使耐摩擦工作面表面能够形成一层油膜。本发明能够有效提高工作面的耐磨损度、增加使用寿命、并且能够有效保证密封。
【IPC分类】F16J15/50
【公开号】CN105351529
【申请号】CN201510760354
【发明人】李纯
【申请人】李纯
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月10日