[发明专利]一种机械密封组件的焊装工艺方法

说明书

本发明公开了一种机械密封组件的焊装工艺方法，包括如下步骤：S1、分别加工成型碳圆环和配套的金属底座；S2、碳圆环预处理；S3、通过电镀法在预处理后的碳圆环外表面电镀一层金属薄膜；S4、将金属底座加热至体积膨胀，并在金属底座内放入金属焊料，然后趁热将步骤S3得到的碳圆环镶嵌并焊装在金属底座内；随着组件温度的降低金属底座尺寸收缩箍紧碳环的同时挤出多余焊料，使金属座体有效地与碳环结合为一体。S5、将焊装后的金属底座和碳圆环的内圆和端面进行精加工，即得到机械密封组件。采用本发明的焊装工艺得到的密封组件，碳圆环和金属底座之间接触面贴合率高、机械结合力强、导热性高、不透性及耐压性能好、有效提升机械密封总体性能。

技术领域

本发明涉及机械密封组件制造技术领域，具体涉及一种机械密封组件的焊装工艺方法。

背景技术

在一些工作转速非常高的旋转轴端部，使用机械密封的方式越来越多。机械密封具有重量轻，尺寸较紧凑，所占用的空间较小，使用寿命要长，且安装方便、可靠性高，能够很好的满足高速传动部件的密封要求。目前，机械密封件主要由动、静环两部分组件构成，见图1。由于机械密封摩擦副在工作中需高速运转，同时承受一定的压力、温度、和介质的腐蚀性变化，因此对摩擦副的材料要求如下：1、力学性能方面：要求具有较高的弹性模量，强度及较低的摩擦系数和线膨胀系数，优良的耐磨性、自润滑性以及良好的不透性；2、化学稳定性方面：应具有良好的耐腐蚀能力，能防止因介质的腐蚀、溶解、溶胀等导致的损坏；3、热力性能方面：良好的导热性和温度突变的适应性。

碳石墨材料由于本身具有良好的热、电传导性而被称为半金属材料，同时具有远低于金属的热膨胀系数，较好的耐高温性、化学稳定性、抗热震性、自润滑性。因此碳、石墨材料被广泛的应用于机械密封领域，由于机械密封一般在高速、高压工况条件下运行，所以对动、静环组件有较高的机械强度要求，特别是高参数机械密封碳石墨动、静环。由于碳石墨材料属于脆性材料，所以一般需要将石墨环固定在金属底座内，以增加其机械强度。

目前现有技术的碳石墨动静环与金属底座的结合一般采用胶粘或热装。胶粘具有方便快捷、成本低的优点，其缺点在于，由于该技术情况下，碳石墨环外径与金属底座的内径之间属于间隙配合，相互的结合仅仅靠胶粘在一起，胶粘结构示意图如图2所示。因此，碳石墨环外径与金属底座内径之间的结合力较小，当温度超过200℃时，随着温度的升高，树脂性粘接胶会随着温度的升高释放出挥发性气体，在贴合面间出现气孔，使机械密封组件发生泄漏。同时随着温度的继续升高，粘接胶会老化失效，石墨环极易从金属底座中脱落出来，因此胶粘方法耐温性能差。而且，由于碳石墨环与金属底座间有一层固体胶，固体胶隔绝了金属底座和碳石墨环接触，相当于一层薄薄的绝缘体，严重的影响了组合件的导热导电性能，机械密封摩擦热量导不出去，极易出现疱疤现象，从而使密封失效。热装的优点在于碳石墨环与金属座之间属于过盈配合(热装结构示意图见图3)，石墨环与金属底座之间的结合力强、导热性能有一定的改善。但是热装工艺也存在缺点，例如，由于碳石墨密封环与金属座贴合面贴合不完全，贴合率低，金属内壁面与碳环表面相互之间属于多点接触，贴合面上存在间隙，导致密封组件的导热导电性能、不透性能和结合强度都较差，易出现液体或气体泄漏现象。而且由于碳石墨环与金属底座之间的不完全贴合致使导热不良，不能有效的将机械密封摩擦产生的热量传导出去，也易使机械密封摩擦密封面出现疱疤现象，致使密封失效，且由于碳石墨材料与金属件的热膨胀系数存在差异，当温度过高时，碳石墨环也将从金属底座中脱落出来。基于上述问题的存在，现有工艺方法制备的机械密封组件常常会造成机械密封的密封性能失效。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是解决现有工艺方法制备的机械密封件中碳圆环与金属底座的贴合面有效贴合率低、机械结合力小、导热导电性能差等技术问题。

为了实现本发明这些目的和其它优点，本发明提供了一种机械密封组件的焊装工艺方法，其包括如下步骤：

S1、分别加工成型碳圆环和配套的金属底座；