专利名称：一种碳化硅陶瓷密封环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳化硅陶瓷密封环，可用于高温、高压、高转速、强腐蚀等各种转速、压力、介质的密封装置，属于密封环技术领域。
背景技术：
密封环是一种广泛应用于密封装置的关键零件，直接关系到密封的使用范围和寿命，其配置的机械密封大量用于航天、石油、化工、机械、食品、制药、汽车等各领域。起始，国内通常采用的密封环材料主要有硬质合金、氧化铝、石墨、氮化硅等，用这种材料制作的密封环使用寿命短、可靠性差，而且使用局限，不能在高参数密封条件下使用。
以后采用反应烧结碳化硅技术，常规的反应烧结碳化硅密封环的配方工艺，由W14、W10碳化硅粉、石墨和添加剂配料而成，经过压制、预烧、车加工、终烧、磨加工、研磨等工序加工而成，烧结温度为1500℃，烧结时要加1∶1.15的金属硅片辅料。反应烧结碳化硅的主要缺点是(1)一次性使用的渗硅不仅占用了炉子的有效空间，减少了产量，而且增加了工业废渣，影响环保；(2)碳化硅含量较低，纯度差，且游离硅含量高，由于游离硅是有害物质，不耐腐蚀，如果融合在食品、药品里面会影响食品安全；(3)其综合机械物理指标较低，不能应用于高温、高压、强腐蚀的工况和介质的密封，也不适用于食品药品行业。
发明内容
本发明的目的是发明一种可应用于高温、高压、强腐蚀工况和介质的碳化硅陶瓷密封环。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种碳化硅陶瓷密封环，其特征在于，采用0.5μm的纳米级材料，它由以下重量配比的原料制成W0.5纳米级微粉 85％～95％
碳化硼粉2％～9％液气树脂2％～8％一种碳化硅陶瓷密封环的制造工艺，其特征在于，采用超高温烧结工艺，其工艺如下一.材料处理(1)按重量配比秤取原料；(2)将W0.5纳米级微粉、碳化硼粉、液气树脂放入球磨机球磨；(3)将球磨后的组合物在浓度为70％-90％的盐酸中浸泡20-40分钟；(4)将组合物烘干、碾碎、过筛达到150-250目；(5)将组合物压制成密封环，其压力cm3/1.1吨-cm3/1.3吨，密度1.85克/cm3-2.05克/cm3；二.烧结(1)装炉，抽真空至小于1Pa；(2)升温700℃/h-950℃/h停止真空；(3)充氩气至常压后停止送气；(4)继续升温，在1910-1930℃保温13-17分钟，保持炉膛气压0.01MPa，升至2170℃-2200℃保温50-70分钟；(5)关炉，自然冷却；(6)出炉、清理、磨加工、研磨、检验、入库。
所述的密封环外径为8mm-500mm。
本发明采用0.5μm的纳米级材料，采用超高温烧结工艺，提高了产品的质量，其优点是1.碳化硅含量高，说明其材质的纯度高，可在强腐蚀的介质使用，反之，游离硅含量大幅度下降为≤190，可在食品、药品等介质使用；2.弯曲强度高，可在高压、高温工况下不变形，可在压力大于6MPa，转速50mm/s的条件下可靠使用；3.硬度高，由于它的硬度达到HS105以上，使之在高速条件下的运转不磨损，提高了使用寿命和设备的可靠性；
4.由于它是一种非金属材料，它的使用领域不光在机械密封，而且可制作轴套、轴瓦、轴承、喷嘴等耐热、耐磨的重要机械零件；5.由于使用可靠，减少泄漏，保护环境，减少维修周期，可完全取代由钨、钴、镍等稀有金属为原料制作的硬度合金密封环，节约了大量的国家战略物质，有很大的社会效益。
具体实施例方式
以下结合附图
和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一种碳化硅陶瓷密封环，由W0.5纳米级微粉90份、碳化硼粉6份、液气树脂4份重量配比的原料制成，其制造工艺如下一.材料处理(1)按重量配比秤取原料；(2)将W0.5纳米级微粉、碳化硼粉、液气树脂放入球磨机球磨；(3)将球磨后的组合物在浓度为80％的盐酸中浸泡30分钟；(4)将组合物烘干、碾碎、过筛达到200目；(5)将组合物压制成密封环，其压力cm3/1.2吨，密度，1.95克/cm3；二.烧结(1)装炉，抽真空至小于1Pa；(2)升温700℃/h-950℃/h停止真空；(3)充氩气至常压后停止送气；(4)继续升温，在1920℃保温15分钟，保持炉膛气压0.01MPa，升至2180℃保温60分钟；(5)关炉，自然冷却；(6)出炉、清理、磨加工、研磨、检验、入库。
可以制成外径为8mm-500mm的碳化硅陶瓷密封环，也可制作轴套、轴瓦、轴承、喷嘴等耐热、耐磨的重要机械零件。
主要技术指标见表
技术指标表
权利要求
1.一种碳化硅陶瓷密封环，其特征在于，采用0.5μm的纳米级材料，它由以下重量配比的原料制成W0.5纳米级微粉85％～95％碳化硼粉 2％～9％液气树脂 2％～8％。
2.一种碳化硅陶瓷密封环的制造工艺，其特征在于，采用超高温烧结工艺，其工艺如下一.材料处理(1)按重量配比秤取原料；(2)将W0.5纳米级微粉、碳化硼粉、液气树脂放入球磨机球磨；(3)将球磨后的组合物在浓度为70％-90％的盐酸中浸泡20-40分钟；(4)将组合物烘干、碾碎、过筛达到150-250目；(5)将组合物压制成密封环，其压力cm3/1.1吨-cm3/1.3吨，密度1.85克/cm3-2.05克/cm3；二.烧结(1)装炉，抽真空至小于1Pa；(2)升温700℃/h-950℃/h停止真空；(3)充氩气至常压后停止送气；(4)继续升温，在1910-1930℃保温13-17分钟，保持炉膛气压0.01MPa，升至2170℃-2200℃保温50-70分钟；(5)关炉，自然冷却；(6)出炉、清理、磨加工、研磨、检验、入库。
3.根据权利要求1或2所述的碳化硅陶瓷密封环，其特征在于，所述的密封环外径为8mm-500mm。
全文摘要
本发明涉及一种碳化硅陶瓷密封环，其特征在于，采用0.5μm的纳米级材料，由以下重量配比的原料制成W0.5纳米级微粉85％～95％、碳化硼粉2％～9％、液气树脂2％～8％，其制造工艺，采用超高温烧结工艺，其工艺如下按重量配比秤取原料；放入球磨机球磨后在的盐酸中浸泡、烘干、碾碎、过筛，将组合物压制成密封环装炉，抽真空至小于1Pa；升温700℃/h－950℃/h停止真空；充氩气至常压后停止送气；继续升温，在1910－1930℃保温13－17分钟，保持炉膛气压0.01MPa，升至2170℃－2200℃保温50－70分钟；关炉，自然冷却。本发明的优点是耐高温、高压、强腐蚀，可靠性高。
文档编号C04B35/622GK1830900SQ20051002429
公开日2006年9月13日 申请日期2005年3月10日 优先权日2005年3月10日
发明者郑佑俊 申请人:上海德宝密封件有限公司