一种耐高温抗冲击陶瓷密封环及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温抗冲击陶瓷密封环，其是由下述重量份的原料制得：碳化硅微粉80‑90，Ni60镍铬硼硅合金粉5‑10，氧化镧3‑5，硝酸铝3‑4，钼酸铵0.5‑1，铌酸锂0.5‑1，硫脲6‑8，EVA乳液0.5‑1，十六烷基三甲基溴化胺0.01‑0.015，聚乙烯吡咯烷酮1‑1.5，纳米碳化钽1‑2。本发明专利技术的陶瓷密封环具有优异的摩擦、耐冲击性能，同时在高温条件下能保持良好的耐冲击性能，适宜在高温工况下使用，可靠性好，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及密封环材料
，尤其涉及一种耐高温抗冲击陶瓷密封环及其制备方法。
技术介绍
机械密封是一种旋转机械的轴封装置，广泛应用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。密封环是构成机械密封的最主要元件。密封环的工作状况决定了机械密封的使用性能和寿命，而密封环材料的性能直接影响密封环的工作状况。一般来说，机械密封环应具有低密度、低渗透性和良好的摩擦、耐冲击以及加工性能。碳化硅的密度低、摩擦系数低、硬度高，具备机械密封所要求的良好性能，因此被广泛应用于机械密封领域。然而，碳化硅陶瓷具有难以烧结致密、抗弯强度和断裂韧性较低的问题，导致其在使用过程中发生开裂，提前失效，使用寿命缩短，从而限制了其在机械密封领域的应用。专利200710127712.X利用棒型氧化铝颗粒作为增韧组分增韧碳化硅陶瓷，然而氧化铝颗粒易于聚集，分散均匀性差，破坏材料组织，对产品的均一性和摩擦性能产生不良影响。因此，如何在对密封环进行强化增韧的同时，保证产品的均一稳定性以及良好的摩擦性能，提高使用可靠性，已经成为解决问题的关键。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种兼具良好的韧性以及摩擦性能的耐高温抗冲击陶瓷密封环及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐高温抗冲击陶瓷密封环，其是由下述重量份的原料制得：碳化硅微粉80-90，Ni60镍铬硼硅合金粉5-10，氧化镧3-5，硝酸铝3-4，钼酸铵0.5-1，铌酸锂0.5-1，硫脲6-8，EVA乳液0.5-1，十六烷基三甲基溴化胺0.01-0.015，聚乙烯吡咯烷酮1-1.5，纳米碳化钽1-2。一种耐高温抗冲击陶瓷密封环的制备方法，包括以下步骤：（1）将硝酸铝、钼酸铵混合后加入20-25倍重量的水中搅拌溶解完全，然后与硫脲、十六烷基三甲基溴化胺充分混合，将pH调至3-4并加入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中160-180℃水热反应10-15h，取出冷却后得混合液；（2）将碳化硅微粉、Ni60镍铬硼硅合金粉、氧化镧与（1）中的混合液混合搅拌均匀，然后加入聚乙烯吡咯烷酮于60-80℃条件下搅拌0.5-1h，冷却后加入其余原料于球磨机中球磨2-4h，得混合浆料；（3）将（2）中的混合浆料用喷雾干燥塔进行喷雾干燥得改性粉料，其中进口温度为260-290℃，出口温度为100-120℃；（4）将（3）中的改性粉料置于模具中压制成型，在惰性气氛中先于400-500℃处理0.5-1h，然后于1450-1500℃烧结1-2h，再降至800-900℃保温2-4h，最后降至室温出炉，即得耐高温抗冲击陶瓷密封环。本专利技术的优点是：本专利技术通过水热法合成棒状氧化铝/二硫化钼复合材料并对碳化硅微粉、Ni60镍铬硼硅合金粉、氧化镧混合粉体进行表面包覆改性，在增韧的同时，改善了材料的均一稳定性和润滑性，使材料兼具良好的韧性、摩擦性能和加工性能，并通过其余原料的复配，得到的陶瓷密封环具有优异的摩擦、耐冲击性能，同时在高温条件下能保持良好的耐冲击性能，适宜在高温工况下使用，可靠性好，使用寿命长。具体实施方式一种耐高温抗冲击陶瓷密封环，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：碳化硅微粉80，Ni60镍铬硼硅合金粉5，氧化镧3，硝酸铝3，钼酸铵0.5，铌酸锂0.5，硫脲6，EVA乳液0.5，十六烷基三甲基溴化胺0.01，聚乙烯吡咯烷酮1，纳米碳化钽1。一种耐高温抗冲击陶瓷密封环的制备方法，包括以下步骤：（1）将硝酸铝、钼酸铵混合后加入20倍重量的水中搅拌溶解完全，然后与硫脲、十六烷基三甲基溴化胺充分混合，将pH调至3并加入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中160℃水热反应10h，取出冷却后得混合液；（2）将碳化硅微粉、Ni60镍铬硼硅合金粉、氧化镧与（1）中的混合液混合搅拌均匀，然后加入聚乙烯吡咯烷酮于60℃条件下搅拌0.5h，冷却后加入其余原料于球磨机中球磨2h，得混合浆料；（3）将（2）中的混合浆料用喷雾干燥塔进行喷雾干燥得改性粉料，其中进口温度为260℃，出口温度为100℃；（4）将（3）中的改性粉料置于模具中压制成型，在惰性气氛中先于400℃处理0.5h，然后于1450℃烧结1h，再降至800℃保温2h，最后降至室温出炉，即得耐高温抗冲击陶瓷密封环。上述制得的陶瓷密封环性能测试结果如下：抗折强度697MPa，断裂韧性8.8MPa·m1/2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温抗冲击陶瓷密封环，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：碳化硅微粉80‑90，Ni60镍铬硼硅合金粉5‑10，氧化镧3‑5，硝酸铝3‑4，钼酸铵0.5‑1，铌酸锂0.5‑1，硫脲6‑8，EVA乳液0.5‑1，十六烷基三甲基溴化胺0.01‑0.015，聚乙烯吡咯烷酮1‑1.5，纳米碳化钽1‑2。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温抗冲击陶瓷密封环，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：碳化硅微粉80-90，Ni60镍铬硼硅合金粉5-10，氧化镧3-5，硝酸铝3-4，钼酸铵0.5-1，铌酸锂0.5-1，硫脲6-8，EVA乳液0.5-1，十六烷基三甲基溴化胺0.01-0.015，聚乙烯吡咯烷酮1-1.5，纳米碳化钽1-2。2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冲击陶瓷密封环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硝酸铝、钼酸铵混合后加入20-25倍重量的水中搅拌溶解完全，然后与硫脲、十六烷基三甲基溴化胺充分混合，将pH调至3-4并加入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中160-180℃水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆厚平，
申请(专利权)人：合肥毅创钣金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34