[发明专利]内燃机用复合密封件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机用复合密封件的制造方法。

背景技术

内燃机所采用的密封件，其密封材料经历了石棉、无石棉、软木橡胶、橡胶等多个发展阶段。传统的石棉密封板、密封件变形大，不同程度地存在油、水渗漏和环境污染等缺陷，且危害人体健康，已被限制使用。无石棉密封件所用的材料是以芳纶混杂纤维作为增强材料替代石棉纤维，以耐油性高的丙烯腈等合成橡胶为粘接剂制成的板材，产品具有抗拉强度高、耐油、耐高温等优点。但该产品是先生产整块板材，然后再按密封件形状要求进行冲裁成型。由于该产品材料的价格相对较高，冲裁产生的大量边角余料就要造成浪费达55％以上；同时该生产方法制造工艺复杂、且材料成形时石油类溶剂消耗量达40％以上，还存在压缩变形大，耐高低温老化性能差等问题，易使密封件过早失效。即该无石棉密封件尚存在制造成本高且有大量溶剂挥发污染产生，耐久差的缺陷。

耐油硅橡胶和氟橡胶具有高弹性、抗冷冻性、耐腐蚀性，并具有良好的稳定性，但单纯以其为密封材料制成的密封件压缩和应力蠕变过大，难以解决耐久性等问题。在金属表面涂覆薄橡胶密封层所制备的复合密封件使金属和橡胶两种密封材料互补长短，因而目前被普遍使用。这种以金属为骨架，以橡胶为密封面的复合密封件，它能克服前述各种密封材料所存在的缺陷，具有良好的稳定性和耐久性，能够满足大功率气缸垫基础材料的使用要求。但这种金属橡胶复合密封件的制造通常也与无石棉密封件的制造一样采用先在整块骨架材料上喷涂橡胶树脂复合材料再冲压成型的工艺，存在喷涂时要释放大量的脂和苯类溶剂，对安全生产和环境有一定影响；冲压成型时同样存在边角料多问题，材料浪费很大；冲压成型时变形大，尺寸难以保证等缺陷。另外，该生产工艺较复杂，在冲压过程中有剪裁和压延等，使加工垫片的模具技术要求和工艺控制更尤为复杂。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的主要目的在于提出一种内燃机用复合密封件的制造方法，以满足发动机耐高低温(-40℃-220℃)、耐油、水、防冻液、气为介质的各部位密封要求，并保证60万公里以上密封垫片无老化、无渗漏、发动机部件紧固件无松动且制造过程安全经济。

本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，先以金属和/或工程塑料以模制成型工艺制成骨架，再将骨架置于模具内，采用模制成型工艺在骨架上复合合成橡胶密封线，制成以金属和/或工程塑料材料为骨架，以合成橡胶为密封线的复合密封件，所说模制包括金属的粉末冶金模制、压铸模制、浇铸模制，工程塑料的注射模制、挤压模制，橡胶的注射模制、注压模制、模压模制。

本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，以金属制造骨架是用铝镁合金或铝合金或纯铝为原料以粉末冶金工艺制成骨架的。因为铝、镁质轻而强度较大，所以选用它们作为制造骨架的金属材料。粉末冶金的优点是无变形、无废弃料，工艺简单，表面光滑不需加工。这一加工骨架的方法进一步提高了所说密封件的性能质量和降低了生产成本，提高成品率。

本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，以工程塑料制造骨架是用工程塑料填充无机纤维及纳米无机材料后模制而成的。

本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，以金属和工程塑料制成骨架是先以金属制成骨架筋，再在其外复合工程塑料成骨架形，所说骨架筋在有螺丝孔处与骨架表面平。

工程塑料是指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料，主要有尼龙、ABS、聚矾等。无机纤维包括金属纤维、玻璃纤维、岩石纤维及矿渣纤维等由无机材料形成的纤维，具有耐温变、高强度的特点；纳米无机材料目前使用量较大的是纳米硅基氧化物、纳米二氧化钛等，因其所具有的高比表面积和高活性，是用作材料改性的良好材料，材料填充纳米无机材料后可提高其耐久性及机械强度。本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，特别采用尼龙填充玻璃纤维和纳米硅基氧化物为制作骨架的工程塑料，三者重量比例为，尼龙占55％-80％，玻璃纤维占15％-40％，余量为纳米硅基氧化物。

本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，密封面所用的合成橡胶的填料内包括纳米无机材料，纳米无机材料的填充量为5％-8％。纳米无机材料特别选用纳米硅基氧化物。

本发明提供的内燃机用复合密封件的制造方法，所说在骨架上复合橡胶密封线的过程是先将骨架作为嵌件置入橡胶注压模内，再以橡胶注压机将合成橡胶材料在骨架上形成密封线，并经硫化获得复合密封制品。