一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封制造技术

本发明专利技术公开了一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：60‑80％的镍铬合金和20‑40％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。本发明专利技术采用一种新型的Ni基软陶瓷复合材料生产密封元件，极大地提高了密封元件的综合性能，提高了密封效果，同时使用寿命较长，可广泛应用于汽轮机、燃气轮机、压缩机、航空发动机等高速运转轴系的动密封中，有利于提高机械效率，降低维护成本、节约能源及保护环境。

A New Seal Using Ni-based Soft Ceramic Composites

The invention discloses a new type of seal using Ni-based soft ceramic composite material, including a sealing static ring formed by brazing of the sealing element and the sealing matrix. The sealing element is made of Ni-based soft ceramic composite material. The Ni-based soft ceramic composite material comprises the following mass fractions of raw materials: 60 80% Ni-Cr alloy and 20 40% boron nitride. 20Ni80 material, the brazing material is a nickel-based or copper-based brazing material. The invention adopts a new type of Ni-based soft ceramic composite material to produce sealing elements, which greatly improves the comprehensive performance of sealing elements, improves sealing effect, and has a long service life. It can be widely used in dynamic sealing of high-speed running shafting such as steam turbine, gas turbine, compressor, aeroengine, etc. It is beneficial to improving mechanical efficiency, reducing maintenance cost and saving energy. Source and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封
本专利技术涉及密封材料
，尤其涉及一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封。
技术介绍
密封可分为静密封和动密封两大类，是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。目前，在转动部件和静止部件之间可采用各种类型的密封，其中迷宫密封作为一种常用的传统密封形式得到普遍的应用，但由于密封齿的材料硬度过高、摩擦系数过大等原因，密封间隙会调整的很大，存在封严效果不好，寿命短的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中密封齿的材料性能不好导致密封效果不佳的问题，而提出的一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：60-80％的镍铬合金和20-40％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。作为优选，所述采用Ni基软陶瓷复合材料包含80％的镍铬合金和20％的氮化硼。上述的一种Ni基软陶瓷复合材料的生产方法，包括以下步骤：S1：将镍块和铬块按照80∶20的配比加入到中频电炉中熔化，待温度升至1800-2000℃后静止3-5分钟出炉，然后将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成500目的镍铬合金粉末；S2：将S1中得到的镍铬合金粉末和氮化硼粉末加入到粉末混合机中充分搅拌混合，得到混合粉末；S3：将S2中得到的混合粉末在真空挤压状态下烧结，得到成品的Ni基软陶瓷复合材料。作为优选，步骤S1中的熔化温度为1800-2000℃。与现有技术相比，本专利技术采用一种新型的Ni基软陶瓷复合材料生产密封元件，极大地提高了密封元件的综合性能，提高了密封效果，同时使用寿命较长，可广泛应用于汽轮机、燃气轮机、压缩机、航空发动机等高速运转轴系的动密封中，有利于提高机械效率，降低维护成本、节约能源及保护环境。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的实验数据，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例一一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，其特征在于，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：60％的镍铬合金和40％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。本专利技术还公开了一种Ni基软陶瓷复合材料的生产方法，包括以下步骤：S1：将镍块和铬块按照80∶20的配比加入到中频电炉中熔化，待温度升至1800-2000℃后静止3-5分钟出炉，然后将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成500目的镍铬合金粉末；S2：将S1中得到的镍铬合金粉末和氮化硼粉末加入到粉末混合机中充分搅拌混合，得到混合粉末；先将镍铬合金粉末和氮化硼粉末准备好，以待将二者进行混合而制成新型材料。S3：将S2中得到的混合粉末在真空挤压状态下烧结，得到成品的Ni基软陶瓷复合材料。真空烧结是一种瓷坯在真空条件下烧结的方法，陶瓷坯体的气孔中含有的水蒸气、氢、氧等气体在烧结过程中借溶解、扩散沿着坯体晶界或通过晶粒可从气孔中逸出。但其中的一氧化碳、二氧化碳，特别是氮，由于溶解度较低，不易从气孔中逸出，致使制品内含有气孔，致密度下降。如将坯体在真空条件下烧结，则所有气体在坯体尚未完全烧结前就会从气孔中逸出，使制品不含气孔，从而提高制品的致密度。将按照上述步骤制得的Ni基软陶瓷复合材料制作成3mm厚的带材，经检测，带材的性能指标为：抗拉强度极限Rm＝9.2MPa，布氏硬度HBW5/62.5＝18.6，孔隙率＝22.1％，磨损率＝5.3×10-1g/(N·H)，平均摩擦系数＝0.49。采用新型的Ni基软陶瓷复合材料制成的密封元件整体性能得到明显提升，密封性能得到改善，使用寿命得到提高。实施例二一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，其特征在于，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：70％的镍铬合金和30％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。本专利技术还公开了一种Ni基软陶瓷复合材料的生产方法，包括以下步骤：S1：将镍块和铬块按照80∶20的配比加入到中频电炉中熔化，待温度升至1800-2000℃后静止3-5分钟出炉，然后将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成500目的镍铬合金粉末；S2：将S1中得到的镍铬合金粉末和氮化硼粉末加入到粉末混合机中充分搅拌混合，得到混合粉末；先将镍铬合金粉末和氮化硼粉末准备好，以待将二者进行混合而制成新型材料。S3：将S2中得到的混合粉末在真空挤压状态下烧结，得到成品的Ni基软陶瓷复合材料。真空烧结是一种瓷坯在真空条件下烧结的方法，陶瓷坯体的气孔中含有的水蒸气、氢、氧等气体在烧结过程中借溶解、扩散沿着坯体晶界或通过晶粒可从气孔中逸出。但其中的一氧化碳、二氧化碳，特别是氮，由于溶解度较低，不易从气孔中逸出，致使制品内含有气孔，致密度下降。如将坯体在真空条件下烧结，则所有气体在坯体尚未完全烧结前就会从气孔中逸出，使制品不含气孔，从而提高制品的致密度。将按照上述步骤制得的Ni基软陶瓷复合材料制作成3mm厚的带材，经检测，带材的性能指标为：抗拉强度极限Rm＝9.5MPa，布氏硬度HBW5/62.5＝19.3，孔隙率＝21.5％，磨损率＝5.1×10-3g/(N·H)，平均摩擦系数＝0.46。采用新型的Ni基软陶瓷复合材料制成的密封元件整体性能得到明显提升，密封性能得到改善，使用寿命得到提高。实施例三一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，其特征在于，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：80％的镍铬合金和20％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。本专利技术还公开了一种Ni基软陶瓷复合材料的生产方法，包括以下步骤：S1：将镍块和铬块按照80∶20的配比加入到中频电炉中熔化，待温度升至1800-2000℃后静止3-5分钟出炉，然后将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成500目的镍铬合金粉末；S2：将S1中得到的镍铬合金粉末和氮化硼粉末加入到粉末混合机中充分搅拌混合，得到混合粉末；先将镍铬合金粉末和氮化硼粉末准备好，以待将二者进行混合而制成新型材料。S3：将S2中得到的混合粉末在真空挤压状态下烧结，得到成品的Ni基软陶瓷复合材料。真空烧结是一种瓷坯在真空条件下烧结的方法，陶瓷坯体的气孔中含有的水蒸气、氢、氧等气体在烧结过程中借溶解、扩散沿着坯体晶界或通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，其特征在于，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：60‑80％的镍铬合金和20‑40％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。

【技术特征摘要】
1.一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，包括密封元件和密封基体通过钎焊形成的密封静环，其特征在于，所述密封元件采用Ni基软陶瓷复合材料制成，所述Ni基软陶瓷复合材料包含如下质量分数的原料：60-80％的镍铬合金和20-40％的氮化硼；所述镍铬合金采用Cr20Ni80材料，所述钎焊材料为镍基或者铜基钎料。2.根据权利要求1所述的一种采用Ni基软陶瓷复合材料的新型密封，其特征在于，所述采用Ni基软陶瓷复合材料包含80％的镍铬合金和20％的氮化硼。3.如权利要求1所述的一种Ni基软陶瓷复合材料的生产方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杨，王心雅，
申请(专利权)人：北京中智渝桐节能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11