陶瓷弥散强化金属耐磨带、工程塑料环体浮动油封的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，特别是涉及一种用于机械设备中浮动端面密封的陶瓷弥散强化金属耐磨带、工程塑料环体浮动油封。
【背景技术】
[0002]浮动油封应用于浮动端面密封，是一种用量大、用途广(全国年需用量近仟万件)的机械密封，如图1所示，这种密封是由两个金属浮动端面密封环(简称浮动油封)和两个“O”型橡胶密封圈安装在中心轴上而构成的。具有耐磨、耐冲击、一定的自适应性、寿命长、结构简单、价廉，维修保养更换方便等特点，在矿山、工程机械、建筑机械、农用机械、运输机械、深井钻机、井下采掘机械的密封结构中得到广泛使用。由于浮动油封的使用环境的特殊，因此其属于易损部件。外露的安装位置，安装调试人员的技能，环境温度，润滑油的性能等因素都对它的使用寿命有直接影响。
[0003]目前浮动油封一般采用下列工艺成型:
精密铸造型，即高铬钼合金铸铁采用失蜡壳模精密铸造，成品表面硬度HRC65-72，工作面粗糙度Ra值为0.2-0.4μπι，亮带Ra值为0.lym，理认寿命4000-6000h，实际使用寿命大约3000-4000ho
[0004]机械压铸型，即合金铸铁压铸成型，成品金相组织较细密，但成本略高，工作面粗糙度Ra值为0.2-0.4μπι，亮带Ra值为0.09-0.15μπι，理认寿命4000-6000h，实际使用寿命大约4000-5000ho
[0005]粉末冶金热锻型，即粉末冶金粉粒经高温热锻而成，工作面粗糙度Ra值为0.4μπι，理认寿命2000-4000h，实际使用寿命大约1500-2000h。
[0006]金属锻造型，即以轴承钢为代表的合金钢模锻或碾锻成型，成品金相组织较细密，成品表面硬度HRC60-68，亮带Ra值为< 0.2μπι，理认寿命4000-5000h，实际使用寿命大约2000-3000ho
[0007]热喷涂型，即基体材料为普通铸铁，在工作面上热喷涂0.05-0.20mm厚的高铬钼粉末，研磨加工而成，理认寿命4000-6000h，实际使用寿命大约3000-4000h。该工艺节省稀有金属，但须受设备限制，生产率低，成本高。
[0008]综上所述，目前现有的各种成型方式的浮动油封，其在使用寿命、性能、生产率、成本等方面存在各种各样的不足和缺陷。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题就是针对上述【背景技术】的不足，提供一种陶瓷弥散强化金属耐磨带、工程塑料环体浮动油封，能够有效提高工作面的耐磨损度、增加使用寿命、更利于浮动对心，并且易于加工、生产成本低廉。
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供的一种陶瓷弥散强化金属耐磨带、工程塑料环体浮动油封，包括上、下结构对称的一对密封环体，所述密封环体工作面设置有一圈用于布设密封面的凹槽，所述密封环体由工程塑料制成，所述密封环体的工作面上开设有一圈耐磨带装配槽，所述耐磨带装配槽的宽度I2占工作面总宽度14^25%?75%，所述耐磨带装配槽内固定装配有一圈耐磨带，所述耐磨带采用添加有陶瓷粉料、且陶瓷粉料以弥散相的形态分布的金属材料制成，所述陶瓷粉料的添加量不超过金属材料总质量的5%，所述耐磨带的摩擦面与密封环体的工作面处于同一平面或较工作面外凸。
[0011]在上述技术方案中，所述陶瓷材料的添加量优选占金属材料总质量的0.05%?
1.2% O
[0012]在上述技术方案中，所述陶瓷材料的添加量最优选占金属材料总质量的0.6%?
0.8% O
[0013]在上述技术方案中，所述陶瓷材料的颗粒粒度不超过60nm。
[OOM]在上述技术方案中，所述陶瓷材料的颗粒粒度优选10?30nm。
[0015]在上述技术方案中，所述陶瓷材料为Al203、Th02、Y203陶瓷粉料。
[0016]在上述技术方案中，所述陶瓷材料为Al2O3陶瓷粉料。
[0017]在上述技术方案中，所述陶瓷材料为纯度在99%以上的纳米级Al2O3陶瓷粉料。
[0018]在上述技术方案中，所述耐磨带的摩擦面较密封环体的工作面外凸。
[0019]在上述技术方案中，所述密封环体由ABS、PPS或PTFE工程塑料制成。
[0020]在上述技术方案中，所述密封环体由玻璃纤维或碳纤维改性增强的工程塑料制成。
[0021]在上述技术方案中，所述耐磨带装配槽的宽度I2占工作面总宽度14^25%?50%。
[0022]在上述技术方案中，所述耐磨带装配槽开设在工作面内侧或外侧。
[0023]在上述技术方案中，所述耐磨带厚度为1.5?6mm。
[0024]在上述技术方案中，所述耐磨带粘接在耐磨带装配槽内，或者作为镶件的方式固定在模腔内、通过注塑成型方式固定连接。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:本发明采用了陶瓷弥散增强的金属材料制成的耐磨带，能够有效提尚浮动油封的耐磨性能，有效提尚浮动油封的使用寿命；同时，能够有效提高浮动油封工作面的硬度、光滑度，减小摩擦阻力，降低工作过程中的发热量，提高浮动油封抗热损的能力；本发明密封环体采用工程塑料制成，与传统金属环体相比，其价格低廉而且密度小，能够大幅降低生产成本；由于塑料密封环体的整体重量较之金属环体有了大幅降低，更利于浮动对心，同时还能降低机械负荷，增大有用功，维修更换也更为方便;采用工程塑料作为密封环体的材料后，更易加工，采用注塑成型，也可采用液态铸塑、模塑，挤压棒料机加工成型。
[0026]既可，与传统金属环体加工工艺相比，省去了锻造、机加工、退火等工序，大幅提高生产效率的同时，还能大幅降低能耗，进一步降低成本。
【附图说明】
[0027]图1为现有浮动油封的结构示意图；
图2为本发明浮动油封的装配结构示意图；
图3为本发明实施例1的结构示意图；
图4为本发明实施例2的结构示意图； 图5为本发明实施例3的结构示意图；
图6为本发明实施例4的结构示意图；
其中，1-密封环体、2-密封圈、3-凹槽、4-工作面，5-耐磨带装配槽、6-耐磨带、7-摩擦面。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述:
如图5所示，本发明所设计的陶瓷弥散强化金属耐磨带、工程塑料环体浮动油封，包括上、下结构对称的一对密封环体I，所述密封环体I由工程塑料制成，所述密封环体I外侧设置有一圈用于布设密封圈2的凹槽3，密封圈2设置在凹槽内。所述密封环体优选采用ABS、PPS或PTFE工程塑料制成，也可采用玻璃纤维或碳纤维改性增强的工程塑料作为环体材料。所述密封环体I的工作面4上开设有一圈耐磨带装配槽5，所述耐磨带装配槽5的宽度I2占工作面4总宽度Ii的25%?75%。所述耐磨带装配槽5内固定装配有一圈耐磨带6，所述耐磨带6采用添加有陶瓷粉料、且陶瓷粉料以弥散相的形态分布的金属材料制成，所述陶瓷粉料的添加量不超过金属材料总质量的5%，所述耐磨带6的摩擦面7与密封环体I的工作面4处于同一平面或较工作面4外凸。密封环体I优选采用注塑成型的方式制造，也可采用液态铸塑、模塑，挤压棒料机加工成型。
[0029]浮动油封使用寿命短、易磨损这一问题一直是困扰本领域技术人员的一大难题。