[发明专利]一种有磁性的机械密封件摩擦副的制备方法

说明书

本发明公开了一种有磁性的机械密封件摩擦副的制备方法，通过将碳化硅微粉、纳米碳粉、氮化硼颗粒、Fe₃O₄微球等材料混合、模压后烧结成型制得成品，解决了现有技术中碳化硅韧性差、易脆断的缺陷，又使得产品具有一定的磁性能。

技术领域

本发明涉及机械密封件技术领域，具体为机械密封件中的耐摩擦材料领 域。

背景技术

与普通弹簧加载端面密封装置一样，磁力端面密封摩擦副的主要结构也 是由动环和静环组成。与普通弹簧加载端面密封装置不同，磁力端面密封装 置取消了弹簧元件，动环与静环的紧密贴合是靠自身的磁性吸引力达到的。 磁力静环与磁力动环之间依靠磁性吸引力保证静环与动环紧密贴合，防止工 作流体泄漏。与普通弹性加载端面密封相比，磁力端面密封的主要优点是结 构元件少，紧凑，安装方便。以磁力代替弹性元件的弹性力，克服了由制 造、安装误差以及工作过程中轴向位移带来的影响而使接触负荷变化大的问题。密封界面接触负荷可以设计得较小，且分布均匀。因此，磁力端面密封 装置工作能力较高，工作更为可靠。

中国专利CN111306303A公开了一种机械密封用磁力端面摩擦副的制造 方法，以镶嵌了四氧化三铁的聚四氟乙烯材料为摩擦副动环，以掺入四氧化 三铁的碳化硅粉体为摩擦副静环，该方法虽然操作简单，但存在四氧化三铁 分布不均匀、磁性弱等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有磁性的机械密封件摩擦副的制备方法，解 决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有磁性的机械密封件 摩擦副的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按碳化硅微粉100份(质量份，下同)、纳米碳粉20～35份、粘 结剂40份混合得到混合物料，随后同100份的去离子水、40份的无水乙醇 及20份的偶联剂均匀再混合，球磨8-12小时制得混合浆料；

(2)取10～15份Fe₃O₄微球，同偶联剂20份、无水乙醇100份分散均 匀后，加入上述混合浆料中继续球磨12h，制得浆料；

(3)将步骤(2)中的浆料烘干粉碎后，同25～40份硅颗粒、5份改性 氮化硼颗粒混合均匀，制得混合粉，随后模压成型制得毛坯；

(4)将上述毛坯在保护气体氛围下，升温至2000℃～2100℃加压 15～25MPa，完成烧结，制得半成品；

(5)所述半成品打磨后，制得成品。

作为优选，所述硅颗粒为硅单质或二氧化硅，所述粘结剂为酚醛树脂、 1-TBDMS-吲哚-6-硼酸、2-(三甲基硅基)乙烯硼酸频哪醇酯中的一种。

作为优选，所述改性氮化硼颗粒为表面缺陷h-BN纳米片，其制备方法 如下：

取20份b-BN超声波分散12h于100份的乙醇溶液中，随后静置12h， 烘干溶液制得产物，将产物置于石英舟中，氮气氛围下100W等离子体处理 20min制得。

作为优选，所述改性氮化硼颗粒为海葵状BN/GO纳米微球，其制备方 法如下：

取30份上述表面缺陷h-BN纳米片在100份水溶液中分散均匀，另取 30份GO在100份水溶液中分散均匀，将二者混合制得搅拌30min后转移至 水热反应釜中，加热至160摄氏度下反应24h制得。

作为优选，所述偶联剂为(4-(三乙氧基硅基)苯基)硼酸或(4-(5,5- 二甲基-1,3,2-二氧代苯酐-2-基)苯基)三乙氧基硅烷。

作为优选，所述Fe₃O₄微球是硅负载Fe₃O₄微球，其制备方法如下：