一种有磁性的机械密封件摩擦副的制备方法技术

本发明专利技术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。能。

【技术实现步骤摘要】
一种有磁性的机械密封件摩擦副的制备方法


[0001]本专利技术涉及机械密封件
，具体为机械密封件中的耐摩擦材料领 域。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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
技术介绍
中所提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：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：
[0006](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；
[0007](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；
[0008](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；
[0009](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；
[0010](5)所述半成品打磨后，制得成品。
[0011]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。
[0012]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：
[0013]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。
[0014]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：
[0015]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。
[0016]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。
[0017]作为优选，所述Fe3O4微球是硅负载Fe3O4微球，其制备方法如下：
[0018](1)取10份纳米SiO2微球，分散于200份的去离子水中，制得溶液 A；
[0019](2)取25份FeCl3·
6H2O，同200份乙二醇、50份醋酸铵、50份醋酸 钠溶液共混后，制得溶液B；
[0020](3)将溶液A缓缓加入(1ml/s)溶液B中，边加边搅拌，添加完毕后 继续搅拌2h，搅拌结束后放入烘箱，加热至200℃将溶液蒸干留下固体颗 粒；
[0021](4)上述固体颗粒用水或乙醇清洗后，放入管式炉中在500℃、保护气 体氛围下热处理35分钟，制得硅负载Fe3O4微球。
[0022]作为优选，所述Fe3O4微球是表面刻蚀Fe3O4微球，其制备方法如下：
[0023](1)采用溶剂热法，将20份FeCl3·
6H2O、60份醋酸钠同200份乙二醇 共混后，加入5份聚丙烯酸(重均分子量2000～2500)继续搅拌12h，转移 至水热反应釜中90℃加热2h制得Fe3O4微球；
[0024](2)Fe3O4微球经去离子水洗涤后，取50质量份分散于200份的去离 子水中，随后滴加60质量份的4
‑
硼邻苯二甲酸搅拌2
‑
3h，经磁选收集制得 表面刻蚀Fe3O4微球。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0026]1、采用含硼的偶联剂和粘结剂，促进了Fe3O4微球的分散，同时引入硼 原子提升了产品的韧性；
[0027]2、采用表面缺陷h
‑
BN纳米片，促进了纳米片在粉末中的分散，方便负 载Fe3O4微球等三维粒子，以及便于氧化石墨烯(GO)同其粘结，制得海葵 状纳米微球，实现了微裂纹韧化；
[0028]3、制备了硅负载Fe3O4微球，提升了微球在粉体中的分散性能，且负载 的硅可以同碳粉继续反应，提升了增韧效果；制备了表面刻蚀Fe3O4微球， 实现了陶瓷材料的微裂纹韧化；
[0029]4、Fe3O4微球的引入使得摩擦副具有磁性，以磁力辅助弹性元件的弹 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，提升了产品的抱紧力。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0031]本专利技术为一种有磁性的机械密封件摩擦副的制备方法，包括以下步骤
[0032](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；
[0033](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；
[0034](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；
[0035](4)将上述毛坯在保护气体氛围下，升温至2000℃～2100℃加压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
微球；(2)Fe3O4微球经去离子水洗涤后，取50质量份分散于200份的去离子水中，随后滴加60质量份的4
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵烨坚，
申请(专利权)人：浙江天鹰机械密封件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：