一种超硬材料堆焊机械密封环的制作方法

本发明涉及机械密封领域，特别涉及一种超硬材料堆焊机械密封环。

背景技术：

机械密封环是一种旋转机械的轴封装置，例如再离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备中，由于传动轴贯穿在设备内外，于是轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄露，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄露，因此必须有一个阻止泄露的轴封装置。由于机械密封环具有泄漏量少和寿命长等优点，所以世界上通常将机械密封环作为这些设备中最主要的轴密封方式。机械密封环主要由动密封环和静密封环构成，在使用过程中由于静密封环与动密封环的相互磨损使磨损面富集磨损下来的高硬度金属屑，这些金属屑硬度较高，对工作面的侵蚀比较严重。堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。堆焊是将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。它可以提高零件的使用寿命，使普通材料表面获得耐磨、耐腐蚀、高硬度的堆焊层。

因此，发明一种超硬材料堆焊机械密封环来消除磨损面上富集的高硬度金属屑十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超硬材料堆焊机械密封环，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超硬材料堆焊机械密封环，包括动密封环和静密封环，所述静密封环与所述动密封环接触的端面堆焊超硬碳化物材料，所述动密封环与所述静密封坏接触的端面设置有环形导屑槽，所述环形导屑槽的外环采用超硬碳化物堆焊，所述环形导屑槽的内环采用超硬碳化物堆焊，所述内环设置与所述动密封环旋转方向相反的多个螺旋排屑槽，所述环形导屑槽与所述多个螺旋排屑槽采用低硬度材料堆焊，所述环形导屑槽、外环、内环以及多个螺旋排屑槽的表面齐平。

进一步的，所述多个螺旋排屑槽与所述环形导屑槽相交于连接处，过所述连接处的环形导屑槽的切线与多个螺旋导屑槽的角度小于90°。

进一步的，过所述连接处的环形导屑槽的切线与多个螺旋导屑槽的角度为30°～60°。

本发明的技术效果和优点：本发明通过在动密封环与静密封环接触的端面上设置环形导屑槽与多个螺旋排屑槽，并使用硬度稍低的材料补齐环形导屑槽与多个螺旋排屑槽，使工作面上最先出现磨损的位置出现在环形导屑槽与多个螺旋排屑槽，磨损下来的高硬度金属屑可以在离心力的作用下沿着环形导屑槽进入到多个螺旋排屑槽内并被排出工作面，高硬度金属屑的及时排出避免了它们对工作面的侵蚀，延长了机械密封环的工作寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中动密封环端面的结构示意图；

图2为本发明实施例中动密封环端面a处的剖视图；

图3为本发明实施例中静密封环端面的结构示意图；

图4为本发明实施例中静密封环端面b处的剖视图。

图中：1静密封环端面、2静密封环、3环形导屑槽、4外环、5动密封环、6内环、7多个螺旋排屑槽、8连接处。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的一种超硬材料堆焊机械密封环，包括动密封环5和静密封环2，静密封环2与动密封环5接触的静密封环端面1采用超硬碳化物材料堆焊成一个平面，动密封环5与静密封坏2接触的端面上设置有环形导屑槽3，环形导屑槽3的外环4采用超硬碳化物堆焊，环形导屑槽3的内环6采用超硬碳化物堆焊，内环6上设置与动密封环5旋转方向相反的多个螺旋排屑槽7，环形导屑槽3与多个螺旋排屑槽7采用低硬度材料堆焊，环形导屑槽3、外环4、内环6以及多个螺旋排屑槽7的表面齐平。由于环形导屑槽3与多个螺旋排屑槽7采用低硬度材料堆焊，所以当静密封环2与动密封环5工作时，最先出现磨损的地方在环形导屑槽3与多个螺旋排屑槽7，在环形导屑槽3与多个螺旋排屑槽7上会富集磨损下来的高硬度金属屑。

如图1所示，多个螺旋排屑槽7与环形导屑槽3相交于连接处8，过连接处8的环形导屑槽3的切线与多个螺旋导屑槽7的角度小于90°，当动密封环5沿图1所示的箭头方向旋转时，环形导屑槽3与多个螺旋排屑槽7上富集的高硬度金属屑在离心力的作用下通过环形导屑槽3进入多个螺旋排屑槽7内被排出工作面，当过连接处8的环形导屑槽3的切线与多个螺旋导屑槽7的角度为30°～60°时，高硬度金属屑能更快的通过环形导屑槽3进入到多个螺旋导屑槽7中被排出工作面。

本发明工作原理：该发明公开的一种超硬材料堆焊机械密封环，静密封环与动密封环接触的端面堆焊超硬碳化物材料，动密封环与静密封环接触的端面上设置环形导屑槽与多个螺旋排屑槽，端面的其余部分使用超硬碳化物材料堆焊，环形导屑槽与多个螺旋排屑槽使用低硬度材料堆焊并与端面的其余部分构成一个完整的平面，当动密封环旋转时，磨损的高硬度金属屑最先出现在硬度低的环形导屑槽与多个螺旋排屑槽处，这些高硬度金属屑在离心力的作用下顺着环形导屑槽进入到多个螺旋排屑槽中被排出工作面，避免了高硬度金属屑对工作面的继续侵蚀，使机械密封环的使用寿命延长。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种超硬材料堆焊机械密封环，包括动密封环和静密封环，静密封环与动密封环接触的端面堆焊超硬碳化物材料，动密封环与静密封坏接触的端面设置有环形导屑槽，环形导屑槽的外环采用超硬碳化物堆焊，内环采用超硬碳化物堆焊，内环设置与动密封环旋转方向相反的多个螺旋排屑槽，环形导屑槽与多个螺旋排屑槽采用低硬度材料堆焊，环形导屑槽、外环、内环以及多个螺旋排屑槽的表面齐平。动密封环与静密封环的工作面上最先出现磨损的位置在环形导屑槽与多个螺旋排屑槽，其上富集高硬度的金属屑，这些金属屑在离心力的作用下可以沿着环形导屑槽进入到与旋转方向反向的多个螺旋排屑槽被排出，避免高硬度的金属屑继续侵蚀工作面。

技术研发人员：梁琦;张欣;李冬青
受保护的技术使用者：大连威尔博合金科技有限公司
技术研发日：2017.12.28
技术公布日：2018.04.27