[发明专利]一种密封圈及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封圈及其制备方法，尤其涉及一种用于制备海绵钛设备中的密封圈及其制备方法。

背景技术

国内外的海绵钛生产工艺主要是：金属热还原法，尤其是指利用金属还原剂(R)与金属氧化物或氯化物(M X)的反应制备金属M。已经实现工业化生产的钛冶金方法为镁热还原法(Kroll法)和钠热还原法(Hunter法)。因为Hunter法比Kroll法生产成本高，所以目前在工业中广泛应用的方法只有Kroll法。在克罗尔(Kroll)法中的主要工艺过程为：镁锭经除氧化膜与杂质之后，置于反应器中加热熔化，再通入四氯化钛(TiCl₄)，反应生成的钛颗粒沉积，生成的液态氯化镁通过渣口及时排出。反应温度通常保持在800～900℃，反应时间在几小时至几天之间。最终产物中残留的金属镁与氯化镁可用盐酸清洗除去，也可在900℃下空蒸馏除去，并保持钛的高纯度。克罗尔法的缺点是成本较高，生产周期较长，并且污染环境，限制了进一步的应用和推广。目前，该工艺并没有根本的改变，仍然是间歇式生产，未能实现生产的连续化。

在生产海绵钛的设备中，反应器盖与反应器之间需要用到密封圈进行密封，并且对密封圈的性能要求很高，需保证在高温高压的生产环境下绝对不漏气，但现生产工艺中对密封圈的选择和制备研究得比较少，目前的密封圈所承受的压力和温度都不高，使得设置在运转过程中安全性不能得到保证，并且也影响了设备的使用率和生产效率。

发明内容

为了解决现有技术中成本高、污染严重、生产周期长的缺点，本发明提供了一种密封圈，密封圈是所述反应设备有至关重要的部分，其特点是容易变形，且在一定的高压条件下，密封圈不会破裂，现有技术中，常用的密封圈材料是橡胶，作为密封圈气密性高但承受的压力和温度低的缺点，为了解决这个技术问题，本发明了提供了一种密封圈，按重量百分比计，包括：

铝:80%-85%; 

钛: 10%-15%;

铁屑：0.1%-1%；

氟铝酸钾：4%-4.9%。

其中，铝的熔点为660℃，钛的熔点为1668℃，铁的熔点为1535℃，本发明采用以上技术特征，其优点在于，铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片；钛在高温条件下，具有优异的耐腐蚀性能，调节软化点。铁可以用来调节垫圈的软硬度。并且采用氟铝酸钾作为助熔剂成分，可以提高密封圈材料与铁的结合力。并且，之所以选用铝、钛、铁作为密封圈的主要成分，是因为铝和钛系反应过程的物料之一，而铁与反应器的主成分的一致，解决了因垫圈熔化而对反应体系造成污染的问题。 

本发明还提供了一种制备密封圈材料的方法，包括以下几个步骤：

步骤A: 将铝置于中频感应电炉内熔化，熔化后加入氟铝酸钾，熔融，搅拌均匀；

步骤B:于上述混合物中先后加入钛屑或者海绵钛，以及，铁屑，于800℃至1200℃下使所述混合物完全熔融混合，搅拌均匀后静置；

步骤C:除去表面浮渣；

步骤D:浇铸至模具中成型，得到最终的密封圈。

优选的，所述步骤C中熔融的时间为4至6小时。

优选的，所述步骤D中的模具采用高铝水泥或者铜材料。

本发明的有益效果是：采用本发明中的密封圈，具有可调控的软化点和熔点，可以用作不同反应器或蒸馏器的密封垫圈，保证了高压状态下生产过程的顺利进行，解决了高温条件下反应器及蒸馏器的耐压密封问题。

具体实施方式

下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1 ：

将80份铝置于中感应电炉内熔化，熔化后加入4份氟铝酸钾，混合，搅拌均匀；在上述混合物中先后加入15份钛和1份铁屑，混合，搅拌均匀；于800℃至1200℃下使所述混合物完全熔融4小时后静置，再除去表面浮渣；将得到的混合物浇铸至模具中成型，得到最终的密封圈。

实施例2 ：

将82份铝置于中感应电炉内熔化，熔化后加入4.5份氟铝酸钾，混合，搅拌均匀；在上述混合物中先后加入13份钛和0.5份铁屑，混合，搅拌均匀；于800℃至1200℃下使所述混合物完全熔融5小时后静置，再除去表面浮渣；将得到的混合物浇铸至模具中成型，得到最终的密封圈。

实施例3 ：