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河南雅利安:從碳化硅密封環開始的十年沉淀
2021年05月19日 發布 分類:企業專訪 點擊量:187
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機械密封在工業生產制造的應用中可謂是無處不在,涉及到石油化工、化纖、化肥、原子能、宇航和機械制造等多個領域,而隨著現代科學技術的迅速發展,設備使用工況越來越復雜,也對機械密封提出了更高的要求。

當用于流體密封時,流體介質中的化學物質會對密封件進行沖刷、侵蝕,致使其功能下降以致失效,而機械密封的泄漏中,80%~95%是由于密封端面引起的,為此,機械密封副材料的選取至關重要。

機械密封用密封環

大多數機械密封的硬環材料通常采用的是硬質合金、不銹鋼、鈦合金、陶瓷等,為了保證機械密封裝置中的密封環正常運轉,從減磨、耐腐蝕和防止咬合等方面考慮,密封環常常配置成一對硬度不同的硬環和軟環(動環與靜環),對硬環材料的性能有如下要求:

1) 足夠的強度和剛度。在工況下(如壓力、溫度和滑動速度等)不損環,變形應盡量小,工況條件波動時仍能保持密封性。

2) 良好的摩擦學性能。運行時,密封環端面間始終處于接觸并旋轉狀態,因此要求密封環材料具有良好的耐磨性,并保持與流體接觸的良好的邊界潤滑性能,以保證工況下有滿意的使用壽命。

3) 良好的導熱性、耐熱性和耐熱沖擊能力。工作時,密封環通常處于較高的工作溫度中,還會出現溫度的急劇變化,要求材料有較高的導熱系數和較小的線膨脹系數,承受熱沖擊時不開裂。

4) 良好的耐腐蝕性。耐腐蝕性好的密封環可抵制流體的腐蝕和腐蝕磨損,使其工作壽命長。

除了以上性能外,硬環還應具有良好的成形和加工性能、小密度和低滲透性及良好的自潤滑性。任何一種材料都難以完全滿足上述全部要求,通常根據使用環境,提出密封材料的主要性能要求,依此選擇合適的材料。

目前,工業生產所用的機械密封端面材料中有近一半采用碳化硅,根據制造方法的不同,有以下幾種:常壓燒結碳化硅、反應燒結碳化硅、熱壓燒結碳化硅、化學氣相反應碳化硅和化學氣相沉積碳化硅等。作為機械密封材料,前3種使用最為普遍。

為了更深入了解碳化硅密封環的生產制造及應用,小編近期實地拜訪了一家在碳化硅密封環領域經營了十年的低調有實力的企業:河南雅利安新材料有限公司,成立于2010年,從汽車行業跨界融合,專注于反應燒結碳化硅、無壓燒結碳化硅及其衍生制品的生產制造,主要生產密封環、軸套、防彈裝甲、噴嘴及耐磨件為主的四大應用領域產品。

右一:雅利安總經理宛鵬先生

碳化硅密封材料在制備過程中,最重要的環節就是燒結,雅利安一開始做反應燒結的常規件,后來逐漸優化設備條件,不斷引入和改進新工藝,提高產品性能,目前公司擁有國內領先的無壓燒結碳化硅、反應燒結碳化硅水基噴霧造粒、全自動壓制成型等先進生產工藝。并且為了更好地滿足客戶要求,還投入大量資金自主研發了高溫真空燒結爐,應用于碳化硅、氮化硅及粉末冶金等行業的生產。

碳化硅軸套、防彈裝甲

真空無壓燒結爐

小編了解到,無壓燒結和反應燒結由于其燒制過程不同,會影響其產品性能,反應燒結是在較低的溫度下,使游離硅滲透到碳化硅中,而無壓燒結是在2100℃下,自然收縮而成的碳化硅制品,主要影響的是產品的體積密度、硬度、抗壓強度、耐酸堿性與耐溫性等。一般無壓燒結碳化硅表面更光滑、密度與強度更高,在更高端要求下有一定的應用優勢,而反應燒結碳化硅具有成本優勢,在性能上也能滿足大部分需求。至于熱壓燒結,其產品致密性最高,可用于極端環境的應用需求,但在結構件的復雜性和加工性上有一定限制。

總而言之,無論哪種燒結工藝制程的碳化硅陶瓷都具有相當優越的性能,產品的選擇還是要依據具體的使用情況。

三種工藝燒結的碳化硅的力學性能對比

機械密封是工業發展不可或缺的一道防護,而碳化硅密封環則在其中扛起了半壁江山,雅利安在這個領域沉淀的十年,也見證了我國從傳統工業向新工業新領域的轉型發展,特種陶瓷材料的潛力仍在不斷挖掘,而雅利安也正走在開拓新領域市場的道路上,我們可以期待這家在碳化硅領域走得專注踏實的企業能夠繼續發展壯大,它起步于碳化硅密封環,而對于產品的更新升級,技術的突破迭代一直未曾停歇。

粉體圈 小吉

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