专利名称：旋转轴密封材料及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种密封材料及其制作方法。
背景技术：
目前，国内所使用的旋转轴密封材料主要为橡胶材料，但橡胶材料在20(TC左右时，就会发生老化、硬化的现象，耐高温性能差，而在接触线速度为20m/s左右时，橡胶材料的磨损率便达到了 1.0xl()Jg/Nm以上，橡胶材料在接触线速度过高的情况下，接触表面温度急、剧升高，出现老化、硬化、磨损加剧现象，在接触线速度过高时现有的旋转轴密封材料普遍存在磨损率大的问题。
发明内容
本发明为了解决现有旋转轴密封材料耐高温性能差及在接触线速度过高时出现磨损率大的问题，而提供了旋转轴密封材料及其制作方法。
本发明旋转轴密封材料按照重量份数比由1~20份的石墨、1~20份的短切碳纤维和60 98份的聚四氟乙烯制成。
本发明旋转轴密封材料的制作方法按照以下步骤进行 一、按照重量份数比称取1 20份的石墨、1~20份的短切碳纤维和60~98份的聚四氟乙烯；二、将步骤一称取的原料放入搅拌机中混合均匀，将混合物放入模具中，在模具上施加70 80MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压10 15min;三、步骤二制作得到棒料放入烧结温度为370 400。C的烧结炉中，保温烧结时间为2 4h，然后将烧结炉内的温度降至300 33(TC，保温0.5~1.5h，然后随炉冷却至室温，即得到旋转轴密封材料。
本发明以聚四氟乙烯为主要原料，聚四氟乙烯材料具有高度的热稳定性、自润滑性、低摩擦系数、耐腐蚀性、低弹性模量等优点，为了进一步增强密封材料的性能，本发明又填加了石墨和短切碳纤维。本发明的旋转轴密封材料具有耐高温性能好，在高接触线速度的情况下磨损率小、摩擦系数低、自身发热小，在温度为300 350。C、接触线速度v在40m/s〈v〈100m/s范围内时，本发明的旋转轴密封材料的磨损率小于1.0xl(r8g/Nm;本发明的旋转轴密封材料的密度为2.1 2.3g/cm3，冲击强度为8.5kJ/n^左右，邵氏硬度达到了 60HD以上，摩擦系数为0.15~0.25，本发明的旋转轴密封材料是一种性能优良的旋转轴密封材料，在高速高温的条件下本发明的旋转轴密封材料的密封性能好，可有效的防治泄露现象。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式旋转轴密封材料按照重量份数比由l-20份的石墨、1~20 份的短切碳纤维和60~98份的聚四氟乙烯制成。
本实施方式中的短切碳纤维目数为200目，长径比为1:3 1:7，直径为7pm，强度为 3500MPa。
本实施方式的旋转轴密封材料的密度为2.1~2.3g/cm3，冲击强度为8.5kJ/i^左右，邵氏 硬度达到了 60HD以上，摩擦系数为0.15~0.25;在温度为300~350°C、接触线速度v在 40m/s々〈00m/s范围内时，本实施方式的旋转轴密封材料的磨损率小于1.0xl(T8g/Nm。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是旋转轴密封材料按照重量份 数比由5 15份的石墨、5~15份的短切碳纤维和70~90份的聚四氟乙烯制成。其它与具体 实施方式一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是旋转轴密封材料按照重量份 数比由10份的石墨、10份的短切碳纤维和80份的聚四氟乙烯制成。其它与具体实施方式
一相同。
本实施方式的旋转轴密封材料的密度为2.1g/cm3，冲击强度为8.3kJ/m2，邵氏硬度为 61HD1，摩擦系数为0.18;在温度为300 35(TC，接触线速度大于40m/s时，本实施方式的 旋转轴密封材料的磨损率为0.8xlO'8g/Nm。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是旋转轴密封材料按照重量份 数比由12份的石墨、12份的短切碳纤维和86份的聚四氟乙烯制成。其它与具体实施方式
一相同。
本实施方式的旋转轴密封材料的密度为2.2g/cm3，冲击强度为8.65kJ/m2，邵氏硬度为 64HD，摩擦系数为0.21摩擦系数为0.25，邵氏硬度为60HD;在温度为300~350°C，接触 线速度大于40m/s时，本实施方式的旋转轴密封材料的磨损率为0.9xlO—8g/Nm。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同的是旋转轴密封材料按照重量份 数比由15份的石墨、15份的短切碳纤维和70份的聚四氟乙烯制成。其它与具体实施方式
一相同。本实施方式的旋转轴密封材料的密度为2.1~2.3g/cm3，冲击强度为8.5kJ/n^左右，邵氏 硬度达到了 60HD以上，摩擦系数为0.15-0.25;在温度为300~350°C，接触线速度大于40m/s 时，本实施方式的旋转轴密封材料的磨损率小于1.0xl0'Sg/Nm。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五不同的是石墨按照重量份数比由 1 10份的鳞片石墨和1 10份的球形石墨组成。其它与具体实施方式
一至五相同。
本实施方式中的球形石墨的平均粒径10~20^im。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至五不同的是石墨按照重量份数比由 5份的鳞片石墨和5份的球形石墨组成。其它与具体实施方式
一至五相同。
本实施方式的旋转轴密封材料的密度为2.1 2.3g/cm3，冲击强度为8.5kJ/m2左右，邵 氏硬度达到了 60HD以上，摩擦系数为0.15~0.25;在温度为300~350°C，接触线速度大于 40m/s时，本实施方式的旋转轴密封材料的磨损率小于1.0xl(T8g/Nm。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至五不同的是石墨按照重量份数比由 6份的鳞片石墨和4份的球形石墨组成。其它与具体实施方式
一至五相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至五不同的是石墨按照重量份数比由 4份的鳞片石墨和6份的球形石墨组成。其它与具体实施方式
一至五相同。
具体实施方式
十本实施方式旋转轴密封材料的制作方法按照以下步骤进行 一、按 照重量份数比称取1 20份的石墨、1~20份的短切碳纤维和60~98份的聚四氟乙烯；二、 将步骤一称取的原料放入搅拌机中混合均匀，将混合物放入模具中，在模具上施加 70~80MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压10~15min;三、步骤二制作得到棒料放入 烧结温度为370 400'C的烧结炉中，保温烧结时间为2~4h，然后将烧结炉降至结晶温度 300~330°C,保温烧结时间为0.5~1.5h，然后随炉冷却至室温，即得到旋转轴密封材料。
本实施方式中的短切碳纤维目数为200目，长径比为1:3 1:7，直径为7pm，强度为 3500MPa。
本实施方式制作得到的旋转轴密封材料的密度为2.1~2.3g/cm3，冲击强度为8.5kJ/m2 左右，邵氏硬度达到了 60HD以上，摩擦系数为0.15~0.25;在温度为300~350'C、接触线 速度v在40m/s<v<100m/s范围内时，本实施方式制作得到的旋转轴密封材料的磨损率小于 1.0xl(r8g/Nm。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
十不同的是步骤一中按照重量份数比 称取5~15份的石墨、5~15份的短切碳纤维和70~90份的聚四氟乙烯。其它步骤及参数与具体实施方式
十相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
十不同的是步骤一中按照重量份数 比称取10份的石墨、10份的短切碳纤维和80份的聚四氟乙烯。其它步骤及参数与具体实
施方式十相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
十不同的是步骤一中按照重量份数比
称取12份的石墨、12份的短切碳纤维和86份的聚四氟乙烯制成。其它步骤及参数与具体 实施方式十相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
十不同的是步骤一中按照重量份数比 称取15份的石墨、15份的短切碳纤维和70份的聚四氟乙烯制成。其它步骤及参数与具体 实施方式十相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
十至十四不同的是步骤一中的石墨按 照重量份数比由1 10份的鳞片石墨和1 10份的球形石墨组成。其它步骤及参数与具体实 施方式十至十四相同。
本实施方式中的球形石墨的平均粒径10~20pm。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
十至十四不同的是步骤一中的石墨按照 重量份数比由4份的鳞片石墨和6份的球形石墨组成。其它步骤及参数与具体实施方式
十 至十四相同。
本实施方式中的球形石墨的平均粒径10 20pin。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
十至十四不同的是步骤一中的石墨按 照重量份数比由5份的鳞片石墨和5份的球形石墨组成。其它步骤及参数与具体实施方式
十至十四相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
十至十四不同的是步骤一中的石墨按 照重量份数比由6份的鳞片石墨和4份的球形石墨组成。其它步骤及参数与具体实施方式
十至十四相同。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
十至十四不同的是步骤二中在模具上 施加75MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压12min。其它步骤及参数与具体实施方式
十至十四相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施方式
十九不同的是步骤三中棒料放入烧结 温度为39(TC的烧结炉中，保温烧结时间为3h，然后将烧结炉的温度降至32(TC,保温lh。其它步骤及参数与具体实施方式
十九相同。
具体实施方式
二十一本实施方式旋转轴密封材料的制作方法按照以下步骤进行一、 按照重量份数比5份的鳞片石墨、5份的球形石墨、5份的短切碳纤维和85份的聚四氟乙
烯；二、将步骤一称取的原料放入搅拌机中混合均匀，将混合物放入模具中，在模具上施
加75MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压12min;三、步骤二制作得到棒料放入烧结 温度为37(TC的烧结炉中，保温烧结时间为3h，然后将烧结炉降至结晶温度320'C，保温 烧结时间为lh，然后随炉冷却至室温，即得到旋转轴密封材料。 本实施方式中的球形石墨的平均粒径10 20pm。
本实施方式中的短切碳纤维目数为200目，长径比为1:3 1:7，直径为7pm，强度为 350固Pa。
本实施方式制作得到的旋转轴密封材料的密度为2.17g/cm3，冲击强度为8.75kJ/m2，摩 擦系数为0.2，邵氏硬度为60HD;在温度为300~350°C、接触线速度v在40m/s<v<100m/s 范围内时，本实施方式制作得到的旋转轴密封材料的磨损率小于lxlO—8g/Nm。
权利要求
1、旋转轴密封材料，其特征在于旋转轴密封材料按照重量份数比由1～20份的石墨、1～20份的短切碳纤维和60～98份的聚四氟乙烯制成。
2、 根据权利要求1所述的旋转轴密封材料，其特征在于旋转轴密封材料按照重量份数 比由5~15份的石墨、5~15份的短切碳纤维和70~90份的聚四氟乙烯制成。
3、 根据权利要求1或2所述的旋转轴密封材料，其特征在于石墨按照重量份数比由 1~10份的鳞片石墨和1~10份的球形石墨组成。
4、 根据权利要求1或2所述的旋转轴密封材料，其特征在于石墨按照重量份数比由5 份的鳞片石墨和5份的球形石墨组成。
5、 旋转轴密封材料的制作方法，其特征在于旋转轴密封材料的制作方法按照以下步骤 进行 一、按照重量份数比称取1~20份的石墨、1~20份的短切碳纤维和60~98份的聚四 氟乙烯；二、将步骤一称取的原料放入搅拌机中混合均匀，将混合物放入模具中，在模具 上施加70 80MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压10 15min;三、步骤二制作得到棒 料放入烧结温度为370 40(TC的烧结炉中，保温烧结时间为2 4h,然后将烧结炉内的温度 降至300 33(TC，保温0.5 1.5h，然后随炉冷却至室温，即得到旋转轴密封材料。
6、 根据权利要求5所述的旋转轴密封材料的制作方法，其特征在于步骤一中按照重量 份数比称取5~15份的石墨、5~15份的短切碳纤维和70~90份的聚四氟乙烯。
7、 根据权利要求5或6所述的旋转轴密封材料的制作方法，其特征在于步骤一中的石 墨按照重量份数比由l-2份的鳞片石墨和1~3份的球形石墨组成。
8、 根据权利要求5或6所述的旋转轴密封材料的制作方法，其特征在于步骤二中在模 具上施加75MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压12min。
9、 根据权利要求8所述的旋转轴密封材料的制作方法，其特征在于步骤三中棒料放入 烧结温度为39(TC的烧结炉中，保温烧结时间为3h，然后将烧结炉的温度降至320°C，保 温lh。
10、 根据权利要求5所述的旋转轴密封材料的制作方法，其特征在于本实施方式旋转 轴密封材料的制作方法按照以下步骤进行 一、按照重量份数比10份的石墨、5份的短切 碳纤维和85份的聚四氟乙烯；二、将步骤一称取的原料放入搅拌机中混合均匀，将混合物 放入模具中，在模具上施加75MPa的压力进行冷压成形得到棒料，保压12min;三、步骤 二制作得到棒料放入烧结温度为37(TC的烧结炉中，保温烧结时间为3h,然后将烧结炉温度降至320。C，保温lh，然后随炉冷却至室温，即得到旋转轴密封材料；其中步骤一中的 石墨按照重量份数比由5份的鳞片石墨和5份的球形石墨组成。
全文摘要
旋转轴密封材料及制作方法，它涉及一种密封材料及其制作方法。本发明解决了现有旋转轴密封材料耐高温性能差及在接触线速度过高时出现磨损率大的问题。本发明旋转轴密封材料由石墨、短切碳纤维和聚四氟乙烯制成，制作方法为一、称取原料；二、将原料均匀混合后放入模具中冷压成型得到棒料；三、将棒料置于烧结炉中烧结，然后随炉冷却至室温即得到旋转轴密封材料。本发明的旋转轴密封材料是一种性能优良的旋转轴密封材料，耐高温性能好，最高可用于350℃，在高接触线速度的情况下具有磨损率小，且摩擦系数低、自身发热小。
文档编号C08L27/00GK101665607SQ200910072930
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者乐 古, 孙健伟, 王黎钦, 赵小力, 郑德志 申请人:哈尔滨工业大学