[实用新型]机械密封件

说明书

技术领域

本实用新型属于密封件，特别是一种用于旋转机械中的机械密封件。

背景技术

机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间的密封装置，它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面，在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄露的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。机械密封最常用的结构式端面密封，端面密封的旋转密封环(动环)、非旋转密封环(静环)组成一对摩擦副，其作用是防止介质泄露。它要求旋转密封环和非旋转密封环具有良好的耐磨性，旋转密封环可以在轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与非旋转密封环良好地贴合；非旋转密封环具有浮动性，起缓冲作用。机械密封环件为了具有长久的使用寿命和良好的密封性能需要具备：耐磨、耐腐蚀、机械强度高、良好的耐热性和热传导性能、摩擦系数小且有一定的自润滑性、气密性好、易成型和易加工等性能，但是迄今还没有一种材料能同时满足上述各项要求。一般国内外机械密封件的密封环的材料主要采用石墨、超硬合金、碳化硅陶瓷、氧化铝陶瓷等，近年来，采用具有高硬度且高耐腐蚀性、滑动摩擦系数小的碳化硅陶瓷材料制造的密封环件日益增多。但是目前碳化硅陶瓷材料的缺点是断裂韧性较低，能够承受的热冲击温度不够高，而且碳化硅陶瓷是用碳化硅粉，用粉末冶金法经反应烧结或热压烧结工艺制成，能耗较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种容易实现且廉价的，强度高，耐磨性好，减少裂纹和崩碎的密封环件。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：本实用新型机械密封件，包括一对相对滑动的旋转密封环和非旋转密封环，该对密封环中至少一个密封环的密封面为陶瓷层，该陶瓷层为密封环基底经过微弧氧化而生成的陶瓷层。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：(1)以铝、镁、钛金属及其合金为基底材料可以低成本地大批量生产，微弧氧化处理操作简便稳定。获得的微弧氧化陶瓷层属于基体原位生长陶瓷层，结合牢固，陶瓷层致密均匀、致密度高、硬度高、具有非常好的耐磨性，且断裂韧性高，不易崩碎，延长了密封环件的使用寿命。(2)以铝、镁、钛金属及其合金为基底的易机械加工的材料比碳化硅等烧结成形的陶瓷材料容易实现复杂的结构，可以为剖分式机械密封、密封面开槽密封等机械密封的设计提供更多方案和更加容易实现的手段。(3)获得的微弧氧化陶瓷层可以包含直径为0.5微米-40微米的微孔结构，可以实现5％-40％的孔隙率。

附图说明

图1为本实用新型机械密封件的机械密封环示意图。

图2为本实用新型机械密封件的机械密封面的一部分的纵向截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

结合图2，本实用新型机械密封件，包括一对相对滑动的旋转密封环和非旋转密封环，所述密封环中至少一个密封环的密封面为基底12经过微弧氧化生成的陶瓷层11。

本实用新型机械密封件，所述密封环的基底12为铝合金，所述氧化铝陶瓷层11的厚度为3微米-180微米。

本实用新型机械密封件，所述密封环的基底12为镁合金，所述陶瓷层11的厚度为3微米-160微米。

本实用新型机械密封件，所述密封环的基底12为铝基复合材料，所述陶瓷层11的厚度为3微米-180微米。

本实用新型机械密封件，所述密封环的基底12为纯钛，所述陶瓷层11的厚度为3微米-170微米。

本实用新型机械密封件，所述密封环的基底12为钛合金，所述陶瓷层11的厚度为3微米-170微米。

微弧氧化是一种在含有特定离子的电解液中通过高压放电处理和电化学氧化的共同作用，在铝、镁、钛等有色金属及其合金材料表面原位产生陶瓷层的表面处理技术。微弧氧化技术处理工艺简单，对环境无污染，处理工件能力强，而且大幅度提高了铝、镁、钛等有色金属及其合金材料的性能，达到了第二代工程材料(金属)和第三代工程材料(陶瓷)的完美结合，是一项很有发展前途的轻合金表面处理技术。

微弧氧化技术的突出特点是：1大幅度地提高了材料的表面硬度，显微硬度在1000至2000HV，最高可达3000HV，可与硬质合金相媲美，大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度；2良好的耐磨损性能；3良好的耐热性及抗腐蚀性。这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景；4有良好的绝缘性能；5溶液为环保型，符合环保排放要求；6工艺稳定可靠，设备简单；(7)反应在常温下进行，操作方便，易于掌握；8基体原位生长陶瓷膜，结合牢固，陶瓷膜致密均匀。