球形环状密封体及其制造方法

专利名称：球形环状密封体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及使用在汽车排气管的球形管接头中的球形环状密封体，以及其制造方法。
背景技术：
作为使用在汽车排气管的球形接头中的球形环状密封体，例如揭示在日本专利申请公开号76759/1979中的一种是已知的。揭示在该公开物中的密封体是耐热体，它适于与一匹配体形成紧密关系，并显著改进了冲击强度，但是它所具有的缺点是，在干燥的摩擦环境下当它进行摩擦时，密封体经常产生异常的噪音。该密封体的缺点可确信地归因于用于形成密封体的耐热材料(例如膨胀石墨)的静态摩擦系数和动态摩擦系数之间的巨大差别这一事实，以及由该耐热材料构成的密封体相对于滑动速度表现出负面的阻力这一事实。
因此，为了克服上述缺点，本申请人提出了揭示在第300551/1992号日本专利申请(日本专利申请公开号123362/1994)中的一密封体。该密封体具有较佳的密封特征，并且在匹配体上滑动时不会产生异常噪音，并满足了密封体所需的性能。
但是，对于该提出的密封体，已出现了一个新问题，这归因于近年来汽车发动机的性能的提高。即，传统的密封体不能够满足就耐热性所使用的条件，这是因为由于汽车发动机性能的改进导致废气温度的升高，或者是因为在球形管接头设置在废气出口(歧管)的邻近处以改进汽车的噪音、振动和刺耳声(NVH)的特征的情况下，由于球形管接头较靠近发动机侧的事实导致废气温度的升高。因此，迫切需要改进密封体本身的耐热性。
对于上述新出现的问题，本申请人在以下专利申请中提出了改进耐热性的球形环状密封体及其制造方法第186783/1996号日本专利申请(日本专利申请公开号9396/1998)和第186784/1996号日本专利申请(日本专利公开号9397/1998)(此后，这些专利申请将视为现有技术)。
按照上述现有技术的球形环状密封体能够抑制氧化和较低程度的磨损，不会产生异常噪音，具有较佳的密封特征，即使在600℃至700℃高温下也能够满足作为密封体的功能。但是，在这些球形环状密封体中，因为一耐热层、例如具有位于其表面上的一膨胀石墨层和用耐热材料形成的一耐热涂层的耐热层使用在制造方法中，因此牺牲了膨胀石墨层内在的柔软性。因此，可能发生耐热涂层的裂开、断裂等等，因此，在包含在制造工艺中的弯曲操作等操作中经常发生耐热层的断裂等情况。因此，就材料的屈服性方面仍然有改进的余地，材料屈服性的缺点的消除具有缩短制造球形环状密封体的过程的优点，从而降低制造成本。
考虑到上述诸方面已设计出本发明，其目的是提供一种球形环状密封体及其制造方法，该密封体具有等同于上述现有技术中的球形环状密封体的性能，该球形环状密封体具有耐热性(抵抗氧化和磨损)，不产生异常摩擦噪音，即使在600℃至700℃的高温下也具有良好的密封特征，并且，在其制造方法中，能够克服耐热层的材料屈服性的缺点并降低制造成本。
本发明的公开按照本发明的第一方面的一球形环状密封体是这样的一球形环状密封体，它具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，它包括用压缩的金属网制造并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一加强体；含有膨胀石墨、五氧化二磷、以及磷酸盐并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一耐热材料，所述耐热材料填充所述加强体的所述金属网的网眼并以与所述加强体以混合形式形成一体的方式被压缩，在含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的所述耐热材料的外表面层和由金属网制造并以混合形式与所述外表面层形成一体的所述加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的该外表面形成光滑表面。
对于按照第一方面的该球形环状密封体，在从圆柱形内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，该球形环状密封体具有用压缩的金属网制造的加强体、以及含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料，该耐热材料填充加强体的金属网的网眼，并以混合形式与加强体形成一体的方式被压缩。因此，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，即使在600℃至700℃的高温下也降低了构成耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损。其结果是，改进了球形环状密封体的耐热性。
此外，因为在耐热材料的外表面层和用金属网制造并以混合形式与外表面层形成一体的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成为光滑的表面，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，所以即使在600℃至700℃的高温下也降低了构成耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损。因此，在与匹配体的滑动接触中，在匹配体的表面上，形成外表面层的耐热材料的过量的涂层的形成被抑制，因此获得了与匹配体表面的光滑的滑动接触。
对于按照本发明的第二方面的球形环状密封体，在按照第一方面的球形环状密封体中，圆柱形的内表面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料形成的。
对于按照第二方面的球形环状密封体，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，降低了构成位于圆柱形内表面处的耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损，其结果是改进了圆柱形内表面的耐热性。
对于按照本发明的第三方面的球形环状密封体，在按照第一方面的球形环状密封体中，圆柱形的内表面是用金属网制造的加强体形成的。
在按照第三方面的球形环状密封体中，因为圆柱形的内表面在用金属网制造的加强体是暴露的地方形成为一个表面，当球形环状密封体被安装并固定在排气管的外表面上时，增强了圆柱形内表面和排气管的外表面之间的摩擦。因此，该球形环状密封体被牢固地固定在排气管的外表面上。
对于按照本发明的第四方面的球形环状密封体，在按照第一至第三方面中的任一方面的球形环状密封体中，该环形端面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料形成的。
对于按照第四方面的球形环状密封体，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，降低了构成位于环形端面处的耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损，其结果是改进了环形端面的耐热性。
对于按照本发明的第五方面的球形环状密封体，在按照第一至第四方面中的任一方面的球形环状密封体中，耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
对于按照第五方面的球形环状密封体，因为耐热材料包括0.05-5.0wt％的五氧化二磷和1.0-16.0wt％的磷酸盐，相对构成主要组份的膨胀石墨，它们对于满意地起到氧化抑制作用是必需的，所以膨胀石墨的氧化和磨损被满意地降低，由此因膨胀石墨的氧化和磨损造成的球形环状密封体的重量减少被满意地降低。
如果五氧化二磷的量少于0.05wt％，相对膨胀石墨起到的氧化抑制作用的效果是不令人满意的，如果含有的量超过5.0wt％，氧化抑制作用的另一效果也不令人满意。而且，如果磷酸盐的量少于1.0wt％，与五氧化二磷一样，相对膨胀石墨起到的氧化抑制作用的效果不令人满意，如果含有的量超过16.0wt％，氧化抑制作用的进一步效果也不令人满意。
对于按照本发明的第六方面的球形环状密封体，在按照第一至第五方面中的任一方面的球形环状密封体中，磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
按照本发明的第七方面的球形环状密封体是这样一个球形环状密封体，它具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，它包括用压缩的金属网制造并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一加强体；含有膨胀石墨、五氧化二磷、以及磷酸盐并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一耐热材料，所述耐热材料填充所述加强体的所述金属网的网眼并以与所述加强体以混合形式形成一体的方式被压缩，在含有至少氮化硼和氧化铝和二氧化硅中的至少一种的一润滑组份的外表面层和由金属网制造并以混合形式与所述外表面层形成一体的所述加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的该外表面形成光滑表面。
对于按照第七方面的该球形环状密封体，在从圆柱形内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，以混合形式形成一体的方式设置用压缩的金属网制造的加强体、以及含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料，该耐热材料填充加强体的金属网的网眼，并以混合形式与加强体形成一体的方式被压缩。因此，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，即使在600℃至700℃的高温下也降低了构成耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损。其结果是，改进了球形环状密封体的耐热性。此外，在与匹配体的滑动接触中形成平滑的滑动，这是因为在含有至少氮化硼和氧化铝和二氧化硅中的至少一种的润滑组份的外表面层和用金属网制造并以混合形式与外表面层形成一体的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成为光滑的表面。
对于按照本发明的第八方面球形环状密封体，在按照第七方面的球形环状密封体中，圆柱形的内表面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料形成的。
对于按照第八方面的球形环状密封体，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，降低了构成位于圆柱形内表面处的耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损，其结果是改进了圆柱形内表面的耐热性。
对于按照本发明的第九方面的球形环状密封体，在按照第七方面的球形环状密封体中，该圆柱形的内表面是由用金属网制造的加强体形成的。
在按照第九方面的球形环状密封体中，因为圆柱形的内表面在用金属网制造的加强体是暴露的地方形成为一个表面，当球形环状密封体被安装并固定在排气管的外表面上时，增强了圆柱形内表面和排气管的外表面之间的摩擦。因此，该球形环状密封体被牢固地固定在排气管的外表面上。
对于按照本发明的第10方面的球形环状密封体，在按照第七或第八方面的球形环状密封体中，环形端面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料形成的。
对于按照第10方面的球形环状密封体，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，降低了构成位于环形端面处的耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损，其结果是改进了环形端面的耐热性。
对于按照本发明的第11方面的球形环状密封体，在按照第七至第10方面中的任一方面的球形环状密封体中，耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
对于按照第11方面的球形环状密封体，因为耐热材料包括0.05-5.0wt％的五氧化二磷和1.0-16.0wt％的磷酸盐，相对构成主要组份的膨胀石墨，它们对于满意地起到氧化抑制作用是必需的，所以膨胀石墨的氧化和磨损被满意地降低，由此因膨胀石墨的氧化和磨损造成的球形环状密封体的重量减少被满意地降低。
如果五氧化二磷的量少于0.05wt％，相对膨胀石墨起到的氧化抑制作用的效果是不令人满意的，如果含有的量超过5.0wt％，氧化抑制作用的另一效果也不令人满意。而且，如果磷酸盐的量少于1.0wt％，与五氧化二磷一样，相对膨胀石墨起到的氧化抑制作用的效果不令人满意，如果含有的量超过16.0wt％，氧化抑制作用的进一步效果也不令人满意。
对于按照本发明的第12方面的球形环状密封体，在按照第七至第11方面中的任一方面的球形环状密封体中，磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
对于按照本发明的第13方面的球形环状密封体，在按照第七至第12方面中的任一方面的球形环状密封体中，润滑组份含有70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种。
对于按照第13方面的球形环状密封体，因为在含有70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种的润滑组份的外表面层和用金属网制造并以混合形式与外表面层形成一体的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成在光滑表面上，因此特别是在匹配体上开始滑动时形成了平滑的滑动。因此，能够防止经常发生在开始滑动期间的摩擦滑动的异常噪音的发生。
对于按照本发明的第14方面的球形环状密封体，在按照第七至第13方面中的任一方面的球形环状密封体中，润滑组份还含有聚四氟乙烯树脂。
对于按照本发明的第15方面的球形环状密封体，在按照第七至第12方面中的任一方面的球形环状密封体中，润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有不超过200份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
对于按照本发明的第16方面的球形环状密封体，在按照第七至第12方面中的任一方面的球形环状密封体中，润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有50至150份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
在按照第14，15和16方面的球形环状密封体中，因为在还含有聚四氟乙烯树脂的润滑组份的外表面层和用金属网制造并以混合形式与外表面层形成一体的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成在光滑表面上，因此特别是在匹配体上开始滑动时形成了平滑的滑动。因此，能够防止经常发生在开始滑动期间的摩擦滑动的异常噪音的发生。
按照本发明的第一方面用以制造球形环状密封体的一种方法是制造这样一球形环状密封体的方法，该球形环状密封体具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，该方法包括以下步骤(a)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的一耐热层；(b)制备通过编织或针织细金属丝得到的金属网制造的加强体，将所述加强体叠加在所述耐热层上，并将所述加强体和所述耐热层的叠加的组件卷绕成圆柱形，以形成管形基底；(c)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的另一耐热层，并形成一外表面层形成体，该外表面形成体包括所述另一耐热层和以盖住所述另一耐热层的方式设置的金属网制造的另一加强体；
(d)围绕所述管形基底的外周边表面缠绕所述外表面层形成体以形成圆柱形的预型体；以及(e)将所述圆柱形的预型体安装在一模具的芯子的外周边表面上，将所述芯子放置在所述模具中，沿所述芯子的轴线方向在所述模具中压缩成型所述圆柱形的预型体。
在按照第一方面的制造方法中，因为含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热层具有等同于普通膨胀石墨的柔软性，在步骤(b)和(d)中的弯曲(卷绕)操作中，在耐热层中不会发生诸如裂开、断裂等缺陷。因此，该层的屈服性不会下降。此外，在按照该制造方法所得到的球形环状密封体中，从圆柱形内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热层和用金属网制造的加强体被压缩并缠绕在一起，由此设置结构的一体性。在含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料填充用金属网制造的另一加强体的网眼、并且两部件以混合形式形成一体的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成为光滑的表面。
对于按照本发明的第二方面的制造方法，在按照第一方面的制造方法中，管形基底形成为使耐热层位于其内表面上。
对于按照第二方面的制造方法，在所制造的球形环状密封体中，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，降低了构成位于圆柱形内表面处的耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损，其结果是改进了圆柱形内表面的耐热性。
对于按照本发明的第三方面的制造方法，在按照第一方面的制造方法中，管形基底被形成为使用金属网制造的加强体位于其内表面上。
对于按照第三方面的制造方法，在所制造的球形环状密封体中，因为圆柱形的内表面在用金属网制造的加强体是暴露的地方形成为一个表面，当球形环状密封体被安装并固定在排气管的外表面上时，增强了圆柱形内表面和排气管的外表面之间的摩擦。因此，该球形环状密封体被牢固地固定在排气管的外表面上。
对于按照本发明的第四方面的制造方法，在按照第一至第三方面中的任一方面的制造方法中，所述管形基底被形成为使所述耐热层的沿横向的诸端部分别沿所述加强体的横向从所述加强体上凸出。
对于按照第四方面的制造方法，在最后的步骤(e)中，从加强体上沿加强体的横向凸出的耐热层被弯曲以形成位于形成局部凸出球形表面形状的外表面的较大直径侧上的环形端面，并且被延展，位于形成局部凸出球形表面形状的外表面的较大直径侧上的环形端面是用耐热层的组份形成的。
对于按照本发明的第五方面的制造方法，在按照第一至第四方面中的任一方面的制造方法中，耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。对于按照本发明的第六方面的制造方法，在按照第一至第五方面中的任一方面的制造方法中，另一耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
对于按照第五和第六方面的制造方法，因为每一耐热层是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的，并且是柔软的，因此在形成管形基底和圆柱形预型体的各个步骤中，在耐热层中不会发生诸如裂开、断裂等缺陷。
对于按照本发明的第七方面的制造方法，在按照第一至第六方面中的任一方面的制造方法中，磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
按照本发明的第八方面用以制造球形环状密封体的一种方法是制造这样一球形环状密封体的方法，该球形环状密封体具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，该方法包括以下步骤(a)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的一耐热层；(b)制备通过编织或针织细金属丝得到的金属网制造的加强体，将所述加强体叠加在所述耐热层上，并将所述加强体和所述耐热层的叠加的组件卷绕成圆柱形，以形成管形基底；
(c)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的另一耐热层，并形成一外表面层形成体，该外表面形成体包括所述另一耐热层、含有至少氮化硼以及氧化铝和二氧化硅中的至少一种并涂覆在所述另一耐热层的一个表面上的一润滑组份的一润滑滑动层、以及由设置在所述润滑滑动层中的金属网制造的另一加强体；(d)围绕所述管形基底的外周边表面缠绕所述外表面层形成体，并使所述润滑滑动层的一表面放置在外侧，以形成圆柱形的预型体；以及(e)将所述圆柱形的预型体安装在一模具的芯子的外周边表面上，将所述芯子放置在所述模具中，沿所述芯子的轴线方向在所述模具中压缩成型所述圆柱形的预型体。
在按照第八方面的制造方法中，因为含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热层具有等同于普通膨胀石墨的柔软性，在步骤(b)和(d)中的卷绕操作中，在耐热层中不会发生诸如裂开、断裂等缺陷。因此，该层的屈服性不会下降。此外，在按照该制造方法所得到的球形环状密封体中，从圆柱形内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热层和用金属网制造的加强体被压缩并缠绕在一起，由此设置结构的一体性。在润滑组份的外表面层和以混合形式与外表面层形成一体的金属网制造的加强体以混合形式形成一体的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成为光滑的表面。因此特别是在匹配体上开始滑动时形成了平滑的滑动。因此，能够防止经常发生在开始滑动期间的摩擦滑动的异常噪音的发生。
对于按照本发明的第九方面的制造方法，在按照第八方面的制造方法中，管形基底被形成为使耐热层位于其内表面上。
对于按照第九方面的制造方法，在所制造的球形环状密封体中，由于五氧化二磷和磷酸盐的氧化抑制作用，降低了构成位于圆柱形内表面处的耐热材料的主要组份的膨胀石墨的氧化和磨损，其结果是改进了圆柱形内表面的耐热性。
对于按照本发明的第10方面的制造方法，在按照第九方面的制造方法中，管形基底被形成为使金属网制造的加强体位于其内表面上。
对于按照第10方面的制造方法，在所制造的球形环状密封体中，因为圆柱形的内表面在用金属网制造的加强体是暴露的地方形成为一个表面，当球形环状密封体被安装并固定在排气管的外表面上时，增强了圆柱形内表面和排气管的外表面之间的摩擦。因此，该球形环状密封体被牢固地固定在排气管的外表面上。
对于按照本发明的第11方面的制造方法，在按照第八至第10方面中的任一方面的制造方法中，所述管形基底被形成为使所述耐热层的沿横向的诸端部分别沿所述加强体的横向从所述加强体上凸出。
对于按照第11方面的制造方法，在最后的步骤(e)中，从加强体上沿加强体的横向凸出的耐热层被弯曲以形成位于形成局部凸出球形表面形状的外表面的较大直径侧上的环形端面，并且被延展，位于形成局部凸出球形表面形状的外表面的较大直径侧上的环形端面是用耐热层的组份形成的。
对于按照本发明的第12方面的制造方法，在按照第八至第11方面中的任一方面的制造方法中，耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。对于按照本发明的第13方面的制造方法，在按照第八至第12方面中的任一方面的制造方法中，另一耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
对于按照第12和第13方面的制造方法，因为每一耐热层是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的，并且是柔软的，因此在形成管形基底和圆柱形预型体的各个步骤中，在耐热层中不会发生诸如裂开、断裂等缺陷。
对于按照本发明的第14方面的制造方法，在按照第八至第13方面中的任一方面的制造方法中，磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
对于按照本发明的第15方面的制造方法，在按照第八至第14方面中的任一方面的制造方法中，该润滑组份含有70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种。
对于按照本发明的第16方面的制造方法，在按照第八至第15方面中的任一方面的制造方法中，该润滑组份还含有聚四氟乙烯树脂。
对于按照本发明的第17方面的制造方法，在按照第八至第14方面中的任一方面的制造方法中，润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有不超过200份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
对于按照本发明的第18方面的制造方法，在按照第八至第14方面中的任一方面的制造方法中，润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有50至150份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
对于按照第16，17，18方面的制造方法，因为可延展性赋予了还含有聚四氟乙烯树脂的润滑组份，在最后的压缩步骤中，球形环状密封体的形成局部凸出球形表面的外表面可形成为更为一致和光滑的表面。
此后，参见附图，在实施例的基础上对本发明作详尽的描述。应注意到，本发明不局限于这些实施例。
附图的简要说明

图1是示出按照本发明的一球形环状密封体的竖剖视图；图2是在用于制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中的一耐热层的立体图；图3是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中用来解释形成由金属网构成的加强体的一方法的视图；图4是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中示出一管形基底的平面图；图5是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中用来解释形成一外表面层形成体的一方法的视图；图6是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中用来解释形成该外表面层形成体的一方法的视图；
图7是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中示出一圆柱形预型体的平面图；图8是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中示出该圆柱形预型体被插入到一模具中的状态的竖剖视图；图9是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中用于形成润滑滑动层的一耐热层的竖剖视图；图10是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中用来解释形成外表面层形成体的一方法的视图；图11是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中用来解释形成外表面层形成体的一方法的视图；图12是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中示出一圆柱形预型体的平面图；图13是示出按照本发明的球形环状密封体的另一实施例的竖剖视图；图14是示出图13所示的球形环状密封体的形成局部凸出球形表面的外表面的局部放大的剖视图；图15是在制造按照本发明的球形环状密封体的工艺中示出该管形基底的竖剖视图；图16是示出按照本发明的球形环状密封体的另一实施例的竖剖视图；图17是示出按照本发明的球形环状密封体的又一实施例的竖剖视图；图18是一排气管球形接头的竖剖视图，其中按照本发明的球形环状密封体已结合到该球形接头中。
实施本发明的最佳模式将描述按照本发明的一球形环状密封体的构成材料及制造该球形环状密封体的方法。
<关于耐热的片状体>
在搅拌300份(重量)浓度为98％的浓硫酸时，作为氧化剂加入5份(重量)60％的过氧化氢的水溶液，该溶液可用作反应溶液。冷却该溶液并保持在10℃，加入100份(重量)具有30至80目的颗粒尺寸的自然的片状石墨粉，并使反应持续30分钟。在反应之后，酸化的石墨通过吸附过滤被分离，重复两次清洁操作，其中在300份(重量)的水中搅拌酸化的石墨10分钟，而后进行吸附过滤，由此从酸化的石墨中充分地除去硫酸物质。而后，硫酸物质被充分除去后的酸化的石墨在保持于110℃的温度的干燥炉中干燥3个小时，该酸化的石墨可用作酸化的石墨材料。
在搅拌100份(重量)的酸化的石墨材料时，将0.082至10.4份(重量)的浓度为84％的正磷酸水溶液作为磷酸和2至40.5份(重量)的浓度为50％的一代磷酸铝水溶液作为磷酸盐被10份(重量)甲醇稀释所得到的一溶液以喷雾的形式与酸化的石墨材料相混合，并且被一致地搅拌以得到湿润的混合物。该湿润的混合物在保持于120℃的干燥炉中干燥2个小时。
该干燥的混合物在1000℃的温度下承受5秒的膨胀处理以产生裂化气，石墨层通过气体压力进行膨胀，由此得到膨胀的石墨颗粒(膨胀系数240倍)。在膨胀处理过程中，其中的正磷酸进行脱水反应以产生五氧化二磷，而一代磷酸铝几乎没有变化并与五氧化二磷共存。通过具有0.35毫米的辊隙的双滚子装置中使这些膨胀的石墨颗粒形成卷来构造具有0.38毫米厚度的膨胀石墨薄板，该膨胀石墨薄板可用作耐热层。
由此构造的耐热层由0.05wt％至5.0wt％(重量比)的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、79.0wt％至98.95wt％的膨胀石墨组成，并且它是一柔性层。
耐热层中的五氧化二磷和磷酸盐(一代磷酸铝)在600℃至700℃的高温下起到抑制膨胀石墨的氧化和磨损的作用。五氧化二磷的含量为0.05至5.0wt％，较佳地为0.2至2.0wt％，而磷酸盐的含量为1.0至16.0wt％，较佳地为2.0至10.0wt％。具体讲，磷酸盐的含量影响耐热层的柔软性，如果其内容物超过16.0wt％，耐热层将显示出变硬和易碎的趋势。因此，妨碍了该层的可加工性，例如将在以下描述的在制造方法中的弯曲。
<关于加强体>
作为加强体，可使用通过编织或针织一根或多根金属丝形成的金属网，所用的金属丝包括以铁为基础的金属丝例如用奥氏体不锈钢SUS304和SUS316制造的不锈钢丝、铁素体不锈钢SUS430、或铁丝(JIS-G-3532)或镀锌的铁丝(JIS-G-3547)，或者使用铜丝，如用铜镍合金(铜以及镍)、铜-镍-锌合金(镍银)、黄铜或铍铜制造的金属丝。对于形成金属网的细金属丝的直径，可使用具有大约0.10至0.32毫米直径的细金属丝，其网眼为大约3至6毫米的金属网适合使用。
作为加强体，除了上述的金属网以外，也可以使用所谓的膨胀金属，其中一不锈钢薄板或磷青铜薄板被开槽，且使这些槽膨胀以形成多排规则的网眼。不锈钢层或磷青铜层的厚度是大约0.3至0.5毫米，其网眼为大约3至6毫米的膨胀金属适合使用。
<关于润滑组份>
使用含有固体内容物形式占20-50wt％的一润滑组份的水分散体，该润滑组份由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成。作为另一润滑组份，使用含有固体内容物形式占20-50wt％的由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的一润滑组份、以及相对于100份(重量)上述的润滑组份包含不超过200份(重量)、较佳地为50至150份(重量)的聚四氟乙烯树脂的一润滑组份的水分散体。上述润滑组份的水分散体通过以下将描述的制造方法中的粉刷、滚子涂覆、喷洒或类似方式施加到耐热层的表面上，并通过涂覆耐热层的表面在该耐热层的表面上形成一润滑滑动层。在最后的压缩工艺中，所形成的润滑滑动层被延展成一致的且非常薄的厚度(10至300微米)，以在形成局部凸出的球形表面及其球形环状密封体的邻近处的形状的外表面上形成一外表面层。
在上述的润滑组份中，氮化硼特别是在高温下表现出极佳的润滑性。但是，作为单一组份的氮化硼在其粘附到耐热层的表面上时、由此在最后的压缩工艺中其粘附到球形环状密封体的形成局部凸出的球形表面形状的外表面上时效果不佳。因此，作为单一组份的氮化硼具有一缺点，它很容易从这些表面上剥落。但是，通过以固定的比率使氧化铝和二氧化硅中的至少一种与氮化硼相混合，能够避免氮化硼的上述缺点，显著改进其粘附到膨胀的石墨层的表面上、由此在最后的工艺中粘附到球形环状密封体的形成局部凸出的球形表面形状的外表面上的效果，并增强润滑组份所形成的润滑滑动层在球形环状密封体的形成局部凸出的球形表面形状的外表面上的保持力。氧化铝和二氧化硅中的至少一种相对于氮化硼的混合的比例是在改进粘合性、但不减弱氮化硼的润滑性的基点上确定的，因此10-30wt％的范围是较佳的。
在以上提及的含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的润滑组份、并且还含有相对100份(重量)的该润滑组份以固定比率混入的聚四氟乙烯树脂的润滑组份中，聚四氟乙烯树脂本身具有较低的摩擦特性，当它与氮化硼和氧化铝和二氧化硅中的至少一种形成的润滑组份相混合时，聚四氟乙烯树脂起到改进润滑组份的低摩擦特性的作用和在压缩形成过程中增强润滑组份的延展性的作用。
聚四氟乙烯树脂相对于由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的100份(重量)润滑组份的比例是不超过200份(重量)，较佳地在50份至150份(重量)的范围内。如果聚四氟乙烯的混合比例超过200份(重量)，树脂在润滑组份中的比例变得过大，由此导致润滑组份的耐热特性的下降。如果聚四氟乙烯的混合比例处在50份至150份(重量)的范围内，低摩擦特性最令人满意，而且不会减弱润滑组份的耐热性。
用于形成水分散体的氮化硼、氧化铝和二氧化硅中的至少一种、以及与其混合的聚四氟乙烯树脂较佳地为尽可能细小的粉末形式，使用具有10微米或更小的平均颗粒尺寸的细小粉末。
以下，参见附图，将描述由上述构成材料组成的球形环状密封体的制造方法。
<按照第一实施例的制造方法>
(第一步骤)如图2所示，制备好一耐热层1，它由0.05-5wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成并被切成预定的宽度和长度。
(第二步骤)制备通过编织或针织细金属丝形成的金属网，该金属网通过切成预定的宽度和长度(与耐热层的宽度和长度基本相同)用作加强体6，或者通过图3所示的方法，在通过针织金属丝形成圆柱形的金属网2之后，该圆柱形的金属网穿过一对滚子3和4以制作带形的金属网5，而后切割该金属网5。
(第三步骤)通过带形的金属网5形成的加强体6和上述的耐热层1彼此叠加在一起，该叠加的组件与放置在内侧上的耐热层1相卷绕，以致耐热层1被卷绕了多圈，由此形成如图4所示的管形基底7。
(第四步骤)单独地制备与上述相似的另一耐热层1。其间，如先前参考图3作的描述，在细金属丝被编织以形成柱形金属网2之后，单独地制备通过使柱形金属网2在一对滚子3和4之间通过来制作的由带形金属网5构成的另一加强体6。接着，如图5所示，耐热层1被插入到带形的金属网5中，如图6所示，其一个组件穿过一对滚子8和9以形成一体，由此制备一外表面层形成体10。
(第五步骤)由此获得的外表面层形成体10被卷绕在上述管形基底7的外周边表面上，由此制备一圆柱形的预型体11，如图7所示。
(第六步骤)如图8所示，制备一个模具37，它具有一圆柱形的内壁表面31、从圆柱形内壁表面31延伸的一局部凹入的球形内壁表面32、以及从局部凹入的球形内壁表面32延伸的一通孔33，当将一阶梯形的芯子34插入到通孔33中时，在该模具内部形成一中空的圆柱形部分35和从该中空的圆柱形部分35延伸的一球形环状中空部分36。而后，该圆柱形的预型体11被安置在模具37的阶梯形的芯子34上。
位于模具37的中空部分中的圆柱形的预型体11沿芯子轴线的方向在1至3吨/平方厘米的压力下承受压缩成型。由此制作具有在其中心界定了一通孔51的一圆柱形内表面52和形成局部凸出的球形表面的一外表面53的一球形环状密封体55，如图1所示。借助于该压缩成型，在从圆柱形的内表面52延伸至形成为局部凸出的球形表面的外表面53的球形环状密封体55的内部，耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，由此被设置成结构的一体性。在由耐热层1构成的外表面层和由以混合形式与外表面层形成一体的金属网构成的加强体6是暴露的地方，外表面53形成光滑表面。形成界定通孔51的圆柱形内表面52，由膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐构成的耐热材料是暴露的。
在通过上述方法制作的并如图1所示的球形环状密封体55中，耐热层1与由形成一内部结构的金属网5构成的加强体6相互缠绕并形成一体，而形成局部凸出的球形表面的外表面53形成光滑表面，其中由外表面层形成体10形成并由膨胀的石墨、五氧化二磷和磷酸盐构成的耐热材料的外表面层与由金属网5构成的加强体6以混合形式形成一体。
<按照第二实施例的制造方法>
第一至第三步骤与上述的第一至第三步骤相同。
(第四步骤)单独制备与上述相似的一耐热层。接着，制备含有固体内容物形式占20-50wt％的由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种构成的润滑组份的水分散体，或者含有固体内容物形式占20-50wt％的由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种构成的润滑组份、以及相对于100份(重量)的上述润滑组份含有不超过200份(重量)、较佳地为50至150份的聚四氟乙烯树脂的一润滑组份的水分散体借助于粉刷、滚子涂覆、喷洒或其它类似方式涂覆在耐热层1的一个表面上。而后该涂层被干燥以形成由润滑组份形成的润滑滑动层12，如图9所示。
单独地制备已在上述第三步骤中描述的由带形的金属网5构成的加强体6。接着，如图10所示，具有润滑滑动层12的耐热层1被插入到带形的金属网5中，如图11所示，其组件在一对滚子13和14之间通过以形成一体，由此制备一外表面层形成体15。
(第五步骤)由此获得的外表面层形成体15被卷绕在上述管形基底7的外周边表面上，并将润滑滑动层12放置在外侧，由此制备一圆柱形的预型体16，如图12所示。该圆柱形的预型体16以与上述第六步骤相似的方法承受压缩成型。由此制作具有在其中心界定通孔51的圆柱形内表面52和形成局部凸出的球形表面形状的外表面53的球形环状密封体55，如图13和14所示。借助于该压缩成型，从圆柱形内表面52延伸至形成局部凸出的球形表面形状的外表面53的球形环状密封体55的内部，耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，由此设置成结构的一体性。形成局部凸出的球形表面形状的外表面53是由润滑组份的润滑滑动层12的暴露表面构成的，由与滑动层12形成一体的金属网5构成的加强体6设置在滑动层12中。在以混合形式的滑动层12和与滑动层12形成一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出的球形表面形状的外表面53形成为光滑表面，而界定通孔51的圆柱形内表面52形成为使由膨胀的石墨、五氧化二磷和磷酸盐构成的耐热材料是暴露的。
在通过上述方法制作并示出在图13和14中的球形环状密封体55中，耐热层1与形成内部结构的金属网5构成的加强体6相互缠绕并形成一体，而形成局部凸出的球形表面的外表面53形成为光滑的表面，其中由外表面层形成体10形成的润滑组份构成的外表面层的暴露表面以及由金属网5构成的加强体6以混合形式形成一体。
<按照第三和第四实施例的制造方法>
(第一步骤)第一步骤与按照第一和第二实施例的上述制造方法的第一步骤相同。
(第二步骤)制备通过编织或针织细金属丝形成的金属网，通过将它切成比耐热层的宽度较大的预定宽度和与耐热层的长度基本相同的长度，或者通过一个方法，其中在通过针织细金属丝形成圆柱形的金属网2之后，使圆柱形的金属网2在一对滚子3和4之间通过，以制作具有比耐热层的宽度较大的一宽度的带形的金属网5，而后切割该带形的金属网5，由此可将该金属网用作加强体6。
(第三步骤)带形的金属网5形成的加强体6和上述的耐热层1叠加在一起，该叠加的组件与放置在内侧上的耐热层1一起卷绕，并使耐热层1被卷绕多圈，由此形成管形基底7。在管形基底7中，耐热层1的沿宽度方向的诸端部分别沿加强体6的宽度方向凸出，如图15所示。
第四至第六步骤与按照第一或第二实施例的上述制造方法的那些步骤相同。
在第六步骤中，沿加强体6的宽度方向凸出的耐热层1被弯曲在位于形成局部凸出的球形形状的外表面53的较大直径侧上的一环形端面54中，并且被整平。因此，位于形成球形环状密封体55的局部凸出的球形形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54覆盖着由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐和79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的耐热材料。
按照上述的制造方法，对于按照第三实施例的球形环状密封体55，如图16所示，在其从圆柱形的内表面52延伸至形成局部凸出的球形表面的外表面53的内部中，耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，由此设置成结构的一体性。在处于混合形式的由耐热层1构成的外表面层和与该外表面层一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出的球形表面的外表面53形成为光滑的表面。界定通孔51的圆柱形的内表面52和位于形成局部凸出的球形形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54形成为使由膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐构成的耐热材料是暴露的。
其间，对于按照第四实施例的球形环状密封体55，如图17所示，在其从圆柱形的内表面52延伸至形成局部凸出的球形表面的外表面53的内部中，耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。形成局部凸出的球形表面的外表面53是由润滑组份的润滑滑动层12的暴露表面构成的，与滑动层12形成一体的金属网5构成的加强体6设置在滑动层12中。在以混合形式的滑动层12和与滑动层12形成一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出的球形表面的外表面53形成为光滑的表面，而界定通孔51的圆柱形内表面52和位于形成局部凸出的球形表面形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54被形成为使由膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐构成的耐热材料是暴露的。
例如可通过结合在图18所示的排气管的球形接头中来使用该球形环状密封体55。即，一凸缘200竖直地设置在上游侧排气管100的外周边表面上，排气管100通过留出管端101连接在一个发动机上。该球形环状密封体55在界定通孔51的圆柱形内表面52处安装在管端101上，并被安置，其较大直径侧的端面54紧靠该凸缘200。下游侧的排气管300在一端与上游侧排气管100相对并在另一端连接在消声器上。由凹入的球形表面部分302和设置在该凹入的球形表面部分302的开口部分的边缘处的一凸缘部分303组成的一扩张部分301在下游侧排气管300的一个端部处形成一体。设置排气管300，使凹入的球形表面部分302滑动地紧靠形成球形环状密封体55的局部凸出的球形表面形状的外表面53。
在图18所示的排气管球形接头中，通过分别具有固定在凸缘200上的一端和插入到扩张部分301的凸缘部分303中的另一端的一对螺栓400，并通过设置在螺栓400的放大的头部和该凸缘部分303之间的一对螺旋弹簧500，下游侧排气管300恒定地弹性推压上游侧排气管100。排气管球形接头被设置成，通过在球形环状密封体55的形成局部凸出的球形表面的外表面53和形成在下游侧排气管300的端部处的扩张部分301的凹入的球形表面部分302之间的滑动接触，可允许发生在上游和下游侧排气管100和300中的相对倾斜移动。
例子以下，将按照例子详尽地描述本发明。应注意到本发明不局限于这些例子。
<例子1-15>
当搅拌300份(重量)浓度为98％的浓硫酸时，作为氧化剂加入5份(重量)60％的过氧化氢的水溶液，该溶液可用作反应溶液。冷却该反应溶液并保持在10℃的温度，将100份(重量)具有30至80目的颗粒尺寸的自然的片状石墨粉加入到该反应溶液中，并使反应持续30分钟。在反应之后，酸化的石墨通过吸附过滤被分离，重复两次清洁操作，其中在300份(重量)的水中搅拌酸化的石墨10分钟，而后进行吸附过滤，由此从酸化的石墨中充分地除去硫酸成分。
硫酸成分被充分除去后的酸化的石墨在保持于110℃的温度的干燥炉中干燥3个小时，该酸化的石墨可用作酸化的石墨材料。在搅拌100份(重量)的酸化的石墨材料时，将0.16至3.5份(重量)的浓度为84％的正磷酸水溶液作为磷酸和2至38份(重量)的浓度为50％的一代磷酸铝水溶液作为磷酸盐被10份(重量)甲醇稀释所得到的溶液以喷雾的形式与酸化的石墨材料相混合，并且被一致地搅拌以得到湿润的混合物。该湿润的混合物在保持于120℃的干燥炉中干燥2个小时。
该干燥的混合物在1000℃的温度下承受5秒的膨胀处理以产生裂化气，石墨层通过气体压力进行膨胀，由此得到膨胀系数为240倍的膨胀的石墨颗粒。在膨胀处理过程中，其中的正磷酸进行脱水反应以产生五氧化二磷，而一代磷酸铝几乎没有变化并容纳在与五氧化二磷共存的膨胀石墨颗粒中。通过使这些膨胀的石墨颗粒进入到一滚压机械中使它们承受滚压成型，由此构造具有0.38毫米厚度的膨胀石墨层，该膨胀石墨层可用作耐热层。该耐热层由0.1-2.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的一代磷酸铝、以及83.8-98.9wt％的膨胀石墨组成。
由此构造并由0.1-2.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的一代磷酸铝、以及83.8-98.9wt％的膨胀石墨组成的耐热层被切成55毫米的宽度和550毫米的长度(耐热层的重量11.7克)。
通过使用具有0.28毫米的金属丝直径的两条奥氏体不锈钢丝(SUS304)作为细金属丝，构造网眼为4.0毫米的圆柱形编织的金属网并使其通过一对滚子以形成36毫米宽、360毫米长的带形金属网(该带形金属网的重量为21克)。由此形成的金属网可用作加强体。
在被切成55毫米宽和550毫米长的耐热层1被一个圆形部分卷绕之后，将加强体6放置在耐热层1的内侧，其叠加的组件被卷绕，由此制备管形基底7，其中耐热层1暴露在最外层。在该管形基底7中，耐热层1的沿横向的相对端部分别沿横向从加强体凸出(见图15)。
单独地制备由0.1-2.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的一代磷酸铝、以及83.8-98.9wt％的膨胀石墨组成的另一耐热层，并将其切成48毫米的宽度和212毫米的长度(耐热层的重量3.9克)。
通过使用与上述相似的细金属丝，形成网眼为4毫米的圆柱形的编织的金属网，并使该金属网在一对滚子之间通过，由此构造具有53.5毫米的宽度和212毫米的长度的带形金属网(金属网的重量10克)。耐热层1被插入到该带形的金属网中，其组件在一对滚子8和9之间通过以形成一体，由此构造外表面层形成体10，其中加强体6和填充加强体6的网眼并由膨胀石墨、五氧化二磷和一代磷酸铝组成的耐热层1处于混合形式。
该外表面层形成体10围绕上述管形基底7的外周边表面卷绕，由此制备圆柱形的预型体11。该圆柱形的预型体11安置在图8所示的模具37的阶梯形芯子34上，并放置在模具37的中空部分中。
位于模具37的中空部分中的圆柱形的预型体11沿芯子轴线的方向在2吨/平方厘米的压力下承受压缩成型。由此，得到球形环状密封体55，它具有在其中心部分界定通孔51的圆柱形的内表面52、形成局部凸出球形表面形状的外表面53、以及环形端面54。
在按照上述方式构造的球形环状密封体55中，在从圆柱形的内表面52延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面53的其内部中，由五氧化二磷、一代磷酸铝和膨胀石墨组成的耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，由此设置成结构的一体性。在由五氧化二磷、一代磷酸铝和膨胀石墨组成的耐热层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面53形成光滑的表面。在界定通孔的圆柱形内表面52和位于形成局部凸出球形表面形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54处，由五氧化二磷、一代磷酸铝和膨胀石墨组成的耐热材料层是以暴露的方式形成的。
<例子16至20>
以上述例子的相同方式制备酸化的石墨材料。在搅拌100份(重量)的酸化的石墨材料时，将0.7至3.5份(重量)的浓度为84％的正磷酸水溶液作为磷酸和4.0至8.5份(重量)的浓度为50％的一代磷酸钙水溶液作为磷酸盐被20份(重量)甲醇稀释所得到的溶液以薄雾的形式与酸化的石墨材料相混合，并且被一致地搅拌以得到湿润的混合物。
此后，以上述例子中的相同方式获得膨胀的石墨颗粒。在该膨胀处理过程中，其中的正磷酸进行脱水反应以产生五氧化二磷，而一代磷酸钙几乎没有变化并容纳在与五氧化二磷共存的膨胀的石墨颗粒中。通过使这些膨胀的石墨颗粒进入到一滚压机械中使它们承受滚压成型，由此构造具有0.38毫米厚度的膨胀石墨层，该膨胀石墨层可用作耐热层。该耐热层由0.4-2.0wt％的五氧化二磷、2.0-4.0wt％的一代磷酸钙、以及94.0-97.6wt％的膨胀石墨组成。
由此构造并由0.4-2.0wt％的五氧化二磷、2.0-4.0wt％的一代磷酸钙、以及94.0-97.6wt％的膨胀石墨组成的耐热层被切成55毫米的宽度和550毫米的长度(耐热层的重量11.7克)。
制备与上述例子相似的金属丝构成的加强体，以上述例子中的相同方式通过耐热层1和加强体6来构造管形基底7。
单独制备由0.4-2.0wt％的五氧化二磷、2.0-4.0wt％的一代磷酸钙、以及94.0-97.6wt％的膨胀石墨组成的另一耐热层1，并将其切成切成48毫米的宽度和212毫米的长度(耐热层的重量3.9克)。
通过使用与上述例子相似的细金属丝，形成其网眼为4.0毫米的圆柱形的编织的金属网，并使其在一对滚子之间通过，由此构造具有53.5毫米的宽度和212毫米的长度的带形金属网(金属网的重量10克)。耐热层1被插入到带形金属网5中，其组件在一对滚子之间通过以形成一体，由此构造外表面层形成体10，其中加强体6和填充加强体6的网眼并由膨胀石墨、五氧化二磷和一代磷酸钙组成的耐热层1处于混合形式。
此后，以上述例子的相同方式构造球形环状密封体55。在由此构造的球形环状密封体中，在从圆柱形的内表面52延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面53的其内部中，由五氧化二磷、一代磷酸钙、以及膨胀石墨组成的耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。在由五氧化二磷、一代磷酸钙和膨胀石墨组成的耐热层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面53形成光滑的表面。在界定通孔的圆柱形内表面52和位于形成局部凸出球形表面形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54处，由五氧化二磷、一代磷酸钙和膨胀石墨组成的耐热材料层是以暴露的方式形成的。
<例子21至25>
制备与例子6，10，11，12和14中的那些相似的耐热层1和由金属网5构成的加强体6，以例子1中的相同方式用耐热层1和加强体6分别构造诸管形基底7。
单独地制备与用于形成管形基底7的耐热层1相似的另一耐热层1。含有30wt％的固体内容物的由85wt％的带有7微米平均颗粒尺寸的氮化硼和15wt％的带有0.6微米颗粒尺寸的氧化铝粉末构成的一润滑组份的水分散体(25.5wt％的氮化硼、4.5wt％的氧化铝、以及70wt％的水)通过滚子涂覆施加到切成48毫米的宽度和212毫米的长度的耐热层1的一个表面上，而后干燥。该涂覆操作被重复三次以形成润滑组份的润滑滑动层12(具有润滑滑动层12的耐热层1的重量4.6克)。
制备与上述的例子1相似的带形金属网，具有外表面层12的耐热层1被插入到带形金属网5中，其组件在一对滚子13和14之间通过以形成一体，由此构造外表面层形成体15，其中加强体6和填充加强体6的网眼的润滑组份以混合形式处在其一个表面上。
该外表面层形成体15围绕上述管形基底7的外周边表面卷绕，润滑滑动层12的表面放置在外侧，由此制备圆柱形的预型体16。此后，以例子1中的相同方式来构造球形环状密封体55。在由此构造的球形环状密封体中，在从圆柱形的内表面52延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面53的其内部中，由五氧化二磷、一代磷酸铝、以及膨胀石墨组成的耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。在由润滑组份形成的外表面层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面53形成光滑的表面。在界定通孔51的圆柱形内表面52和位于形成局部凸出球形表面形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54处，由五氧化二磷、一代磷酸铝和膨胀石墨组成的耐热材料层是以暴露的方式形成的。
<例子26至30>
制备与例子5，10，11，12和14中的那些相似的耐热层1和由金属网5构成的加强体6，以例子1中的相同方式用耐热层1和加强体6分别构造诸管形基底7。
单独地制备与用于形成管形基底7的耐热层1相似的另一耐热层1。一水分散体(17wt％的氮化硼、3wt％的氧化铝、10wt％的聚四氟乙烯树脂、以及70wt％的水)含有30wt％的固体内容物的润滑组份(56.7wt％的氮化硼、10wt％的氧化铝和33.3wt％的聚四氟乙烯树脂)，在该润滑组份中，由85wt％的具有7微米平均颗粒尺寸的氮化硼和15wt％的具有0.6微米颗粒尺寸的氧化铝粉末构成的混合物设定为100份(重量)，并且该润滑组份还含有50份(重量)的具有0.3微米的平均颗粒尺寸的聚四氟乙烯树脂粉末，该水分散体通过滚子涂覆施加到切成48毫米的宽度和212毫米的长度的耐热层1的一个表面上，而后干燥。该涂覆操作被重复三次以形成润滑组份的润滑滑动层12(具有润滑滑动层12的耐热层1的重量4.6克)。
制备与上述的例子1相似的带形金属网，具有外表面层12的耐热层1被插入到带形金属网5中，其组件在一对滚子13和14之间通过以形成一体，由此构造外表面层形成体15，其中加强体6和填充加强体6的网眼的润滑组份以混合形式处在其一个表面上。
该外表面层形成体15围绕上述管形基底7的外周边表面卷绕，润滑滑动层12的表面放置在外侧，由此制备圆柱形的预型体16。此后，以例子1中的相同方式来构造球形环状密封体55。在由此构造的球形环状密封体中，在从圆柱形的内表面52延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面53的其内部中，由五氧化二磷、一代磷酸铝、以及膨胀石墨组成的耐热层1和由金属网5构成的加强体6被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。在由润滑组份形成的外表面层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网5构成的加强体6是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面53形成光滑的表面。在界定通孔51的圆柱形内表面52和位于形成局部凸出球形表面形状的外表面53的较大直径侧上的环形端面54处，由五氧化二磷、一代磷酸铝和膨胀石墨组成的耐热材料层是以暴露的方式形成的。
<对比例子1>
制备具有55毫米的宽度、550毫米的长度和0.4毫米的厚度的一膨胀的石墨层(Nippon Carbon有限公司制造的“Nicafilm(商品名)”)。作为加强体，制备与上述例子1相似的带形金属网(36毫米宽和360毫米长)。在该膨胀的石墨层被一个圆形部分卷绕之后，将该加强体放置在膨胀石墨层的内侧，其叠加的组件被卷绕，由此制备管形基底，其中膨胀的石墨层位于最外层。在该管形基底中，膨胀石墨层的沿横向的相对端部分别沿横向从加强体凸出。
单独制备与上述膨胀的石墨层相似的另一膨胀的石墨层，并将其切成48毫米的宽度和212毫米的长度。一水分散体(17wt％的氮化硼、3wt％的氧化铝、10wt％的聚四氟乙烯树脂、以及70wt％的水)含有30wt％的固体内容物的润滑组份(56.7wt％的氮化硼、10wt％的氧化铝和33.3wt％的聚四氟乙烯树脂)，在该润滑组份中，由85wt％的具有7微米平均颗粒尺寸的氮化硼和15wt％的具有0.6微米颗粒尺寸的氧化铝粉末构成的混合物设定为100份(重量)，并且该润滑组份还含有50份(重量)的具有0.3微米的平均颗粒尺寸的聚四氟乙烯树脂粉末，该水分散体通过滚子涂覆施加到膨胀石墨层的一个表面上，而后干燥。该涂覆操作被重复三次以形成润滑组份的润滑滑动层(具有润滑滑动层的耐热层的重量4.6克)。
制备与上述的例子1相似的具有53.4毫米的宽度和212毫米长度的一带形金属网。具有润滑组份的润滑滑动层的该膨胀石墨层被插入到带形金属网中，其组件在一对滚子和之间通过以形成一体，由此构造外表面层形成体，其中加强体和填充加强体的网眼的润滑组份处于混合形式。该外表面层形成体围绕上述管形基底的外周边表面卷绕，润滑滑动层的表面被放置在外侧，由此制备圆柱形的预型体。此后，以例子1中的相同方式来构造球形环状密封体。在由此构造的球形环状密封体中，在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，膨胀的石墨层和由金属网构成的加强体被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。在由润滑组份形成的外表面层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网构成的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成光滑的表面。在界定通孔的圆柱形内表面和位于外表面的较大直径侧上的端面处，膨胀的石墨层是以暴露的方式形成的。
<对比例子2>
制备与上述对比例子1相似的一膨胀的石墨层。制备浓度为25％的一代磷酸铝的水溶液，上述膨胀石墨层的整个表面通过滚子涂覆涂上该水溶液，由此涂覆的膨胀石墨层在150℃的干燥炉中干燥20分钟，以形成0.07克/100平方厘米的量并在膨胀石墨层的整个表面上具有一致厚度的耐热涂层。由此获得的涂层可用作耐热层(耐热层的重量12.03克)。
作为加强体，制备与上述例子1相似的带形金属网(36毫米宽和360毫米长)。在该耐热层被一个圆形部分卷绕之后，将该加强体放置在耐热层的内侧，其叠加的组件被卷绕，由此制备管形基底，其中耐热层位于最外层。在该管形基底中，耐热层的沿横向的相对端部分别沿横向从加强体凸出。
单独制备与上述耐热层相似的另一耐热层，并将其切成48毫米的宽度和212毫米的长度。一水分散体(17wt％的氮化硼、3wt％的氧化铝、10wt％的聚四氟乙烯树脂、以及70wt％的水)含有30wt％的固体内容物的润滑组份(56.7wt％的氮化硼、10wt％的氧化铝和33.3wt％的聚四氟乙烯树脂)，在该润滑组份中，由85wt％的具有7微米平均颗粒尺寸的氮化硼和15wt％的具有0.6微米颗粒尺寸的氧化铝粉末构成的混合物设定为100份(重量)，并且该润滑组份还含有50份(重量)的具有0.3微米的平均颗粒尺寸的聚四氟乙烯树脂粉末，该水分散体通过滚子涂覆施加到膨胀石墨层的一个表面上，而后干燥。该涂覆操作被重复三次以形成润滑组份的润滑滑动层(具有润滑滑动层的耐热层的重量4.75克)。
制备与上述的例子1相似的具有53.4毫米的宽度和212毫米长度的一带形金属网。具有润滑组份的润滑滑动层的该耐热层被插入到带形金属网中，其组件在一对滚子和之间通过以形成一体，由此构造外表面层形成体，其中加强体和填充加强体的网眼的耐热层处于混合形式。
该外表面层形成体围绕上述管形基底的外周边表面卷绕，润滑滑动层的表面被放置在外侧，由此制备圆柱形的预型体。此后，以例子1中的相同方式来构造球形环状密封体。在由此构造的球形环状密封体中，在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，具有由一代磷酸铝构成的耐热涂层的耐热层和由金属网构成的加强体被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。在由润滑组份形成的外表面层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网构成的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成光滑的表面。在界定通孔的圆柱形内表面和位于外表面的较大直径侧上的端面处，由一代磷酸铝构成的耐热涂层是以暴露的方式形成的。
<对比例子3>
制备与上述对比例子1相似的一膨胀的石墨层。制备浓度为25％的一代磷酸铝的水溶液，15克的具有18微米的平均颗粒尺寸的石墨粉末混入在30克的该水溶液中，由此获得一混合物。上述膨胀石墨层的整个表面通过滚子涂覆涂上该水溶液，由此涂覆的膨胀石墨层在150℃的干燥炉中干燥20分钟，以形成0.3克/100平方厘米并在膨胀石墨层的整个表面上具有一致厚度的耐热涂层。由此获得的涂层可用作耐热层(耐热层的重量13.43克)。
制备与上述例子1相似的带形金属网(36毫米宽和360毫米长)。在该耐热层被一个圆形部分卷绕之后，将该加强体放置在耐热层的内侧，其叠加的组件被卷绕，由此制备管形基底，其中耐热层位于最外层。在该管形基底中，耐热层的沿横向的相对端部分别沿横向从加强体凸出。
单独制备与上述对比例子1相似的另一膨胀石墨层，并将其切成48毫米的宽度和212毫米的长度。通过使用上述的混合物，单独地构造一耐热层，其中具有0.3克/100平方厘米的一致厚度的一耐热涂层以相似的方法形成在膨胀石墨层的整个表面上。一水分散体(17wt％的氮化硼、3wt％的氧化铝、10wt％的聚四氟乙烯树脂、以及70wt％的水)含有30wt％的固体内容物的润滑组份(56.7wt％的氮化硼、10wt％的氧化铝和33.3wt％的聚四氟乙烯树脂)，在该润滑组份中，由85wt％的具有7微米平均颗粒尺寸的氮化硼和15wt％的具有0.6微米颗粒尺寸的氧化铝粉末构成的混合物设定为100份(重量)，并且该润滑组份还含有50份(重量)的具有0.3微米的平均颗粒尺寸的聚四氟乙烯树脂粉末，该水分散体通过滚子涂覆施加到膨胀石墨层的一个表面上，而后干燥。该涂覆操作被重复三次以形成润滑组份的润滑滑动层(具有润滑滑动层的耐热层的重量5.23克)。此后，以对比例子2中的相同方式构造外表面层形成体，并以对比例子2中的相同方式构造球形环状密封体。
在由此构造的球形环状密封体中，在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的其内部中，具有由一代磷酸铝构成的耐热涂层的耐热层和由金属网构成的加强体被压缩并缠绕在一起，并由此设置成结构的一体性。在由润滑组份形成的外表面层、以及由以混合形式与该外表面层形成一体的金属网构成的加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的外表面形成光滑的表面。在界定通孔的圆柱形内表面和位于外表面的较大直径侧上的端面处，由一代磷酸铝和石墨构成的耐热涂层是以暴露的方式形成的。
而后，对于按照上述例子和对比例子的球形环状密封体，通过使用图18所示的排气管球形接头在密封体的每个周期内，进行测试以测量摩擦转矩(kgf·cm)并用以检测是否发生异常噪音、气体泄漏的量、以及因球形环状密封体的氧化造成的重量丧失，以下讨论其结果。
<测试条件>
使用螺旋弹簧的压力(弹簧设定力)72±6kgf振荡角度±3°频率12赫兹(Hz)环境温度(如图18所示凹入的球形表面部分302的外表面温度)从室温至700°<测试方法>
通过在±3°、12赫兹的频率的条件下作为一振荡单元设定振荡运动，在室温下进行45,000次振荡运动之后，环境温度升高至700℃，同时持续振荡运动(在温度升高的过程中振荡运动的次数是45,000)。当环境温度达到700℃时，完成了115,000次振荡运动。最后，允许环境温度降至室温，同时持续振荡运动(在温度下降的过程中振荡运动的次数是45,000次)。总共250,000次振荡运动设定为一个周期，进行四个周期。
此外，按照以下进行是否存在异常摩擦噪音的测定。
测定代码A没有发生异常摩擦噪音。
测定代码B耳朵贴近测试片时可轻微听到异常的摩擦噪音。
测试代码C尽管从固定位置(距测试片1.5米的位置)一般难以觉察到噪音，这是因为它被生活环境的噪音所掩盖，但从事测试的人可觉察到异常的摩擦噪音。
测试代码D在固定位置的任何人都可觉察到作为异常摩擦噪音(令人不快的声音)的噪音。
对于气体泄漏的量(升/分钟)，连接于图18所示的排气管球形接头的一个排气管100的一开口被关闭，在0.5kgf/cm2的压力下，干燥空气从另一排气管300流入到接头部分中，来自接头部分(位于球形环状密封体55的外表面53和扩张部分301之间的滑动接触部分，球形环状密封体55的圆柱形内表面52和排气管100的管端部分101之间的安装部分，端面54和竖直设置在排气管100上的凸缘200之间的邻接部分)的泄漏量通过流量计总共被测试四次，即，测试开始之前，250,000次振荡运动之后，500,000次振荡运动之后，以及1,000,000次振荡运动之后。
表1至7示出通过上述测试方法获得的测试结果。
例子123 4 5(构成耐热材料的组份)膨胀石墨 98.9 95.9 97.8 95.8 91.8五氧化二磷 0.1 0.1 0.2 0.20.2一代磷酸铝 1.0 4.0 2.0 4.08.0(测试结果)摩擦转矩 90-120 92-121 95-11893-117 92-115异常噪音的确定 A-B A-B A-B A-BA-B气体泄漏的量(1) 0.05 0.06 0.05 0.07 0.08(2) 0.08 0.09 0.08 0.09 0.09(3) 0.24 0.19 0.16 0.15 0.10(4) 0.45 0.30 0.30 0.28 0.18测试前密封体的重量 46.6 46.4 46.5 46.6 46.5测试后密封体的重量 42.4 43.2 42.3 43.3 43.7重量减少的比率 979 7 6
例子6 7 8 9 10(构成耐热材料的组份)膨胀石墨 89.8 87.8 85.8 83.8 95.6五氧化二磷 0.2 0.20.20.20.4一代磷酸铝 10.0 12.0 14.0 16.0 4.0(测试结果)摩擦转矩 93-11892-120 94-122 93-125 94-120异常噪音的确定 A-B A-BA-BA-BA-B气体泄漏的量(1) 0.05 0.06 0.07 0.07 0.07(2) 0.09 0.10 0.09 0.09 0.08(3) 0.11 0.12 0.11 0.12 0.15(4) 0.21 0.23 0.21 0.21 0.26测试前密封体的重量 46.6 46.5 46.4 46.6 46.5测试后密封体的重量 43.8 43.7 43.6 43.3 43.26 6 6 6 7重量减少的比率例子11 12 13 14 15(构成耐热材料的组份)膨胀石墨 91.695.395.0 94.5 94.0五氧化二磷0.4 0.7 1.0 1.5 2.0一代磷酸铝8.0 4.0 4.0 4.0 4.0(测试结果)摩擦转矩 95-123 93-118 92-121 90-118 92-121异常噪音的确定A-B A-B A-B A-B A-B气体泄漏的量 (1)0.070.080.07 0.08 0.09(2)0.090.090.09 0.10 0.11(3)0.120.150.17 0.18 0.18(4)0.230.240.30 0.30 0.30测试前密封体的重量46.646.646.5 46.4 46.6测试后密封体的重量43.843.343.2 43.2 43.3重量减少的比率6 7 777
例子16 1718 1920(构成耐热材料的组份)膨胀石墨97.6 95.3 95.0 94.5 94.0五氧化二磷 0.40.7 1.0 1.5 2.0一代磷酸铝 2.04.0 4.0 4.0 4.0(测试结果)摩擦转矩93-120 95-12192-120 93-12392-118异常噪音的确定 A-BA-B A-B A-B A-B气体泄漏的量 (1) 0.08 0.07 0.08 0.09 0.07(2) 0.09 0.09 0.10 0.10 0.09(3) 0.15 0.15 0.17 0.18 0.17(4) 0.36 0.20 0.30 0.32 0.30测试前密封体的重量 46.6 46.5 46.6 46.4 46.5测试后密封体的重量 42.4 43.2 43.3 43.2 43.2重量减少的比率 9 7 77 7
例子21 2223 24 25(构成耐热材料的组份)膨胀石墨89.8 95.6 91.06 95.3 94.5五氧化二磷 0.20.4 0.40.7 1.5一代磷酸铝 10.0 4.0 8.04.0 4.0(测试结果)摩擦转矩80-121 80-12378-119 78-120 80-120异常噪音的确定 A A A AA气体泄漏的量 (1) 0.07 0.09 0.08 0.07 0.08(2) 0.09 0.10 0.10 0.08 0.10(3) 0.11 0.18 0.13 0.15 0.17(4) 0.23 0.30 0.23 0.24 0.26测试前密封体的重量 47.3 47.1 47.5 47.3 47.3测试后密封体的重量 44.5 43.8 44.7 44.0 44.0重量减少的比率 6 7 6 77
例子2627 28 29 30(构成耐热材料的组份)膨胀石墨 91.8 95.6 91.6 95.394.5五氧化二磷0.2 0.4 0.4 0.7 1.5一代磷酸铝8.0 4.0 8.0 4.0 4.0(测试结果)摩擦转矩 80-12082-129 81-120 78-218 80-120异常噪音的确定A AAA A气体泄漏的量 (1) 0.08 0.07 0.08 0.070.09(2) 0.10 0.11 0.09 0.090.12(3) 0.12 0.20 0.11 0.150.20(4) 0.23 0.30 0.20 0.240.30测试前密封体的重量47.3 47.2 47.3 47.347.2测试后密封体的重量44.5 43.9 44.5 44.043.9重量减少的比率6 757 7
比较例子12 3摩擦转矩 80-120 80-102 80-98异常噪音的确定 AA A气体泄漏的量(1)0.07 0.070.08(2)0.45 0.150.13(3)2.15 0.180.25(4)5.20 0.530.50测试前密封体的重量 47.3 47.849.7测试后密封体的重量 31.3 39.942.1重量减少的比率 33.8 16.515.2
在以上的表中，气体泄漏的量(1)示出当振荡运动次数为零(在测试开始之前)时的结果，(2)示出当振荡运动次数为250,000时的结果，(3)示出当振荡次数为500,000时的结果，(4)示出当振荡次数为1,000,000时的结果。
从测试之前密封体的重量(g)和测试之后在测试结果中的密封体的重量(g)可以看出，在按照各例子的球形环状密封体中，即使在700℃的高温条件下，因构成密封体的膨胀石墨的氧化和磨损造成的重量减少的比率也不会超过10％，与比较例子相比，没有发现因膨胀石墨的氧化和磨损造成的气体泄漏量的增加。此外，因为由五氧化二磷、磷酸盐(一代磷酸铝或一代磷酸钙)和膨胀石墨组成的耐热层具有普通的膨胀石墨层所具有的柔软性，因此在球形环状密封体的制造方法中能够进行弯曲处理，而不会产生任何麻烦。
对于按照本发明的球形环状密封体，从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面的外表面的其内部中，设置由压缩的金属网构成的加强体和以混合形式与加强体形成一体的方式被压缩并由膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐组成的填充该加强体的金属网的网眼的耐热材料，已增强了密封体本身的耐热性。因此，即使在700℃的高温条件下，按照本发明的球形环状密封体也能够充分地呈现密封体的功能。此外，对于该制造方法，因为由膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐构成的耐热层具有普通膨胀石墨层所具有的柔软性，因此在该制造工艺中发生的弯曲耐热层的处理不会产生任何麻烦。该事实使得不仅能够省略现有技术中在膨胀石墨层的表面上形成耐热材料涂层的过程，而且也能够防止发生耐热涂层的破裂，而在弯曲具有耐热涂层的膨胀石墨层时会发生耐热涂层的破裂，由此导致发生膨胀石墨层的断裂，因此按照本发明的制造方法可以提高材料的屈服性。
权利要求
1.一球形环状密封体，它具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，它包括用压缩的金属网制造并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一加强体；含有膨胀石墨、五氧化二磷、以及磷酸盐并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一耐热材料，所述耐热材料填充所述加强体的所述金属网的网眼并以与所述加强体以混合形式形成一体的方式被压缩，在含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的所述耐热材料的外表面层和由金属网制造并以混合形式与所述外表面层形成一体的所述加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的该外表面形成光滑表面。
2.如权利要求1所述的球形环状密封体，其特征在于该圆柱形的内表面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的所述耐热材料形成的。
3.如权利要求1所述的球形环状密封体，其特征在于该圆柱形的内表面是由金属网制造的所述加强体形成的。
4.如权利要求1至3中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于该环形的端面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的所述耐热材料形成的。
5.如权利要求1至4中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于所述耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
6.如权利要求1至5中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
7.一球形环状密封体，它具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，它包括用压缩的金属网制造并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一加强体；含有膨胀石墨、五氧化二磷、以及磷酸盐并设置在从圆柱形的内表面延伸至形成局部凸出球形表面形状的外表面的所述球形环状密封体的内部中的一耐热材料，所述耐热材料填充所述加强体的所述金属网的网眼并以与所述加强体以混合形式形成一体的方式被压缩，在含有至少氮化硼以及氧化铝和二氧化硅中的至少一种的一润滑组份的外表面层和由金属网制造并以混合形式与所述外表面层形成一体的所述加强体是暴露的地方，形成局部凸出球形表面形状的该外表面形成光滑表面。
8.如权利要求7所述的球形环状密封体，其特征在于该圆柱形的内表面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的所述耐热材料形成的。
9.如权利要求7所述的球形环状密封体，其特征在于该圆柱形的内表面是由金属网制造的所述加强体形成的。
10.如权利要求7至9中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于该环形端面是由含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的所述耐热材料形成的。
11.如权利要求7至10中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于所述耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
12.如权利要求7至11中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
13.如权利要求7至12中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于所述润滑组份含有70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种。
14.如权利要求7至13中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于所述润滑组份还含有聚四氟乙烯树脂。
15.如权利要求7至12中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于所述润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有不超过200份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
16.如权利要求7至12中的任一权利要求所述的球形环状密封体，其特征在于所述润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有50至150份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
17.用于制造球形环状密封体的一种方法，该密封体具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，该方法包括以下步骤(a)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的一耐热层；(b)制备通过编织或针织细金属丝得到的金属网制造的加强体，将所述加强体叠加在所述耐热层上，并将所述加强体和所述耐热层的叠加的组件卷绕成圆柱形，以形成管形基底；(c)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的另一耐热层，并形成一外表面层形成体，该外表面形成体包括所述另一耐热层和以盖住所述另一耐热层的方式设置的金属网制造的另一加强体；(d)围绕所述管形基底的外周边表面缠绕所述外表面层形成体以形成圆柱形的预型体；以及(e)将所述圆柱形的预型体安装在一模具的芯子的外周边表面上，将所述芯子放置在所述模具中，沿所述芯子的轴线方向在所述模具中压缩成型所述圆柱形的预型体。
18.如权利要求17所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述管形基底被形成为使所述耐热层位于其内表面上。
19.如权利要求17所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述管形基底被形成为使金属网制造的所述加强体位于其内表面上。
20.如权利要求17至19中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述管形基底被形成为使所述耐热层的沿横向的诸端部分别沿所述加强体的横向从所述加强体上凸出。
21.如权利要求17至20中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
22.如权利要求17至21中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述另一耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
23.如权利要求17至22中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
24.用于制造球形环状密封体的一种方法，该密封体具有在其中心部分界定一通孔的一圆柱形的内表面、形成局部凸出球形表面形状的一外表面、以及位于外表面的较大直径侧上的一环形端面，并且它具体使用在排气管的球形接头中，该方法包括以下步骤(a)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的一耐热层；(b)制备通过编织或针织细金属丝得到的金属网制造的加强体，将所述加强体叠加在所述耐热层上，并将所述加强体和所述耐热层的叠加的组件卷绕成圆柱形，以形成管形基底；(c)制备含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的另一耐热层，并形成一外表面层形成体，该外表面形成体包括所述另一耐热层、含有至少氮化硼以及氧化铝和二氧化硅中的至少一种并涂覆在所述另一耐热层的一个表面上的一润滑组份的一润滑滑动层、以及由设置在所述润滑滑动层中的金属网制造的另一加强体；(d)围绕所述管形基底的外周边表面缠绕所述外表面层形成体，并使所述润滑滑动层的一表面放置在外侧，以形成圆柱形的预型体；以及(e)将所述圆柱形的预型体安装在一模具的芯子的外周边表面上，将所述芯子放置在所述模具中，沿所述芯子的轴线方向在所述模具中压缩成型所述圆柱形的预型体。
25.如权利要求24所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述管形基底被形成为使所述耐热层位于其内表面上。
26.如权利要求24所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述管形基底被形成为使金属网制造的所述加强体位于其内表面上。
27.如权利要求24至26中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述管形基底被形成为使所述耐热层的沿横向的诸端部分别沿所述加强体的横向从所述加强体上凸出。
28.如权利要求24至27中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
29.如权利要求24至28中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述另一耐热材料是由0.05-5.0wt％的五氧化二磷、1.0-16.0wt％的磷酸盐、以及79.0-98.95wt％的膨胀石墨组成的。
30.如权利要求24至29的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于磷酸盐是从以下材料中选出的一代磷酸锂、二代磷酸锂、一代磷酸钙、二代磷酸钙、一代磷酸铝、以及二代磷酸铝。
31.如权利要求24至30中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述润滑组份含有70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种。
32.如权利要求24至31中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述润滑组份还含有聚四氟乙烯树脂。
33.如权利要求24至30中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有不超过200份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
34.如权利要求24至30中的任一权利要求所述的用于制造球形环状密封体的一种方法，其特征在于所述润滑组份含有由70-90wt％的氮化硼和10-30wt％的氧化铝和二氧化硅中的至少一种组成的混合物，并且相对100份(重量)的所述混合物还含有50至150份(重量)的聚四氟乙烯树脂。
全文摘要
一球形环状密封体(55)具有在其中心部分界定一通孔(51)的一圆柱形的内表面(52)、形成局部凸出球形表面形状的一外表面(53)、以及位于外表面(53)的较大直径侧上的一环形端面(54)。在从圆柱形内表面(52)延伸至形成局部凸出球形表面的外表面(53)的其内部中,球形环状密封体(55)具有用压缩的金属网5制造的一加强体6以及含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的一耐热材料,该耐热材料填充加强体(6)的金属网(5)的网眼,并以混合形式与加强体(6)形成一体的方式被压缩成型。在含有膨胀石墨、五氧化二磷和磷酸盐的耐热材料的一外表面层和由金属网(5)制造并以混合形式与所述外表面层形成一体的加强体(6)是暴露的地方,形成局部凸出球形表面形状的该外表面形成光滑表面。
文档编号F16L27/04GK1322283SQ00802070
公开日2001年11月14日 申请日期2000年7月27日 优先权日1999年9月28日
发明者久保田修市, 坂入良和, 志村俊彦, 黑濑讲平 申请人:奥依列斯工业株式会社