[发明专利]一种碳纤维增强型碳化硅基机械密封材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维增强型碳化硅基机械密封材料及其制造方法。

背景技术

目前，普遍用于机械密封摩擦副中静环的材料大都采用碳化硅材料。碳化硅是机械密封行业适用范围最广的摩擦副组对材料，耐腐蚀性能优异，导热性能优，线膨胀系数低，组对性能及耐温性能优良并容易加工等特点，因此，其应用的范围极广，应用的数量极大。但是，用碳化硅材料制成的摩擦副静环却有一个致命的弱点，那就它的是机械强度很低，很脆弱，极易在不均匀受压条件下脆裂及碎裂。很多机械密封的制造商和用户都有相同切身的体会，即：碳化硅材料制造的机械密封静环在运输转运过程中，极易在装卸过程中受外力造成静环裂纹、脆裂或碎裂，导致成废品而不能使用；还有制造商或用户在组装货安装机械密封过程中也会由于稍微用力不当造成静环碎裂而成废品，由此造成成品的浪费和时间的损失。行业内对此一直极为头痛，而且至今未提出更有效地解决办法。

本发明提出了一种碳纤维增强型碳化硅基机械密封材料及其制造方法。所述的方法是将适宜长度的碳纤维、酚醛树脂、碳化硅粉末、六次甲基四胺、添加剂及稀释剂按一定比例置于混合器中，于30-50℃的温度下混合均匀后装入压模内，热压成型温度为30-80℃，加压到适宜压力时升温至120-180℃，保温固化5-10分钟。用所述方法制成的碳化硅基机械密封材料，不仅保留了碳化硅材料的所有优点和性能，更为重要的是，由于在制造过程中将适宜长度的碳纤维均匀置于碳化硅材料的内部，有效地增强了碳化硅材料的机械强度，从根本上解决了以往碳化硅材料制成的密封制品极易脆裂和碎裂的问题。

发明内容

技术方案：将适宜长度的碳纤维、酚醛树脂、碳化硅粉末、六次甲基四胺、添加剂及稀释剂按一定比例置于混合器中，于30-50℃的温度下混合均匀后装入压模内，热压成型温度为30-80℃，加压到适宜压力时升温至120-180℃，保温固化5-10分钟。由此可见，根据本发明的上述技术方案制造的碳纤维增强型碳化硅基机械密封材料，有效地增强了碳化硅材料的机械强度，从根本上解决了以往碳化硅材料制成的密封材料极易脆裂和碎裂的问题。

附图说明

本发明的上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，附图为本发明的一个实施例的示意图。附图中的1：按规定的比例混合均匀的酚醛树脂、碳化硅粉末、六次甲基四胺、添加剂及稀释剂；附图中的2：碳纤维。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。在本发明中，所述的方法是将适宜长度的碳纤维、酚醛树脂、碳化硅粉末、六次甲基四胺、添加剂及稀释剂按一定比例置于混合器中，于30-50℃的温度下混合均匀后装入压模内，热压成型温度为30-80℃，加压到适宜压力时升温至120-180℃，保温固化5-10分钟。

实施例：碳纤维增强型碳化硅基机械密封材料的制造工艺和流程：

碳纤维制备：将纤度为11Tex的碳纤维切断至5-10mm的长度，适量，备用；

碳化硅粉制备：碳化硅粉碎、筛分、研磨、称量，细度：300目，备用；

酚醛树脂或高粘度树脂：适量，备用；

六次甲基四胺：化学纯，适量，备用；

添加剂：选用其他类树脂即可，适量，备用；

稀释剂：无水乙醇，适量，备用；

一次混配：按照工艺技术要求的比例，将酚醛树脂、碳化硅粉末、六次甲基四胺、添加剂及稀释剂于30℃的温度下混合均匀后粉碎成细小颗粒，备用。

二次混配：按照工艺技术要求的比例，将切好的碳纤维、酚醛树脂、碳化硅粉末、六次甲基四胺、添加剂及稀释剂于30℃的温度下混合均匀，备用。

装模：先将不含碳纤维的一次混配的原料装入压模中，注意:装模时只将一次混配的原料置于压模的底部和边缘部；然后将二次混配的含有碳纤维的原料置于压模的中间部位，然后，再用一次混配的原料覆盖其上。这样做的目的是保证碳纤维不会在成品制成时探出表面，因此，只要保证一次混配的原料与压模接触表面保持有5mm左右的厚度即可。

加压成型：将装好的压模在30℃的温度条件下加压成型，其间持续保温5分钟；然后，升温至180℃，固化5分钟。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。凡本行业的普通技术人员，均可按说明书附图所示和以上所述，顺畅地实施本发明。但是，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的范围。