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常用机械密封材料
摩擦副材料特性及适用范围
| 材料名称 | 特性及适用范围 | |
|---|---|---|
| 纯石墨 | 优良的耐腐蚀性能，很高的化学稳定性，在空气中400℃以下，除强氧化性介质如王水、铬酸、浓硫酸及卤素外，可耐其他酸、碱、盐类及一切有机化合物的腐蚀。有极好的自润滑性、低的摩擦系数，高的热导率，良好的热稳定性、耐热、耐寒、耐热冲击性好，因此用量最大，使用范围广的材料之一。但抗拉强度低，无延展性，硬度低 | |
| 浸渍树脂石墨（包括浸酚醛石墨、浸环氧树脂石墨、浸呋喃树脂石墨） | 适用t＜170℃具有良好的耐腐蚀性能，酚醛树脂耐酸性好，环氧树脂耐碱性好，呋喃树脂既耐酸又耐碱。因此，呋喃树脂石墨使用最广泛 | |
| 浸渍金属石墨 | 适用于t＞170℃时，浸渍金属耐高温性能较好，但耐腐蚀性差 | |
| 陶瓷 | 氧化铝陶瓷（Al2O3） | 应用较广，较为理想的陶瓷材料有很高的硬度耐磨性，且耐腐蚀性能好。除氢氟酸、氟硅酸及浓碱外，几乎耐各种介质的腐蚀。有良好的导热性，原料来源广，加工方便，价格便宜 |
| 氮化硅陶瓷（Si3N4） | 氮化硅陶瓷是国内新型材料，强度、硬度高，且摩擦系数低，自润滑性较好，有一定的耐磨性，较好的抗温度骤变性 | |
| 碳化硅陶瓷（SiC） | 新型材料、摩擦系数低，硬度高，耐磨性好。适用于含颗粒的介质 | |
| WC-CO硬质合金 | 极高的硬度和强度，良好的耐磨性及颗粒冲刷性。适用重载荷或用在颗粒、固体及结晶介质的场合。能耐一般温度下的硫酸和氢氟酸、以及沸点下的苛性钠等腐蚀；不耐盐酸和硝酸，冲击韧度低而脆性较高，加工困难 | |
| 铸铁、碳钢 | 球墨铸铁具有铸铁的特性，也具有钢的高强度、耐磨性、抗氧化性及减震性，同时还可经过热处理提高强度。适用于油类和中性介质 常用碳钢材料有45、50钢，适用于化学中性介质 | |
| 高硅铸铁 | 优良的耐酸材料。适用于各种浓度的硫酸、硝酸、有机酸、酸性盐等介质，不适用氢氟酸、强碱、盐酸和热的三氯化铁溶液，质脆而硬，加工困难，耐温度剧变性差 | |
| 铬钢、铬镍钢 | 常用铬钢材料有3Crl3、4Cr13、9Cr18，淬火后有较高的硬度、耐腐蚀性，适用弱腐蚀性介质 常用铬镍钢有1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti，具有良好的耐腐蚀性，适用于强腐蚀性介质。韧性大、硬度低、耐磨性不高 | |
| 青铜 | 常用青铜材料有ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10P1等，其弹性模量大，具有良好的导热性、耐磨性、加工性，但质软、耐腐蚀性较差，适用于海水、油等中性介质 | |
| 表面堆焊硬质合金 | 在金属表面堆焊硬质合金可以有效地改善耐磨性能和耐腐蚀性能。目前广泛采用上焊69A铬基焊条 堆焊硬质合金环的制造工艺比较复杂，易产生气孔、夹渣、表面硬度不均等缺陷，有时出现龟裂，实际使用不甚理想 | |
常用辅助密封材料特性及应用
| 材料名称 | 特性 | 使用温度/℃ | 适用介质 | |
|---|---|---|---|---|
| 补偿环 | 非补偿环 | |||
| 丁腈橡胶 | 耐油性好，具有耐磨性、抗撕裂性，压缩永久变形小，耐寒性差 | -20～80 | -30～100 | 石油基油类、硅油、双酯基润滑油、黄油、动植物油、乙二醇、二硫化碳、四氟化碳、丁二烯、水等 |
| 氟橡胶 | 较高的抗张强度、耐热性能好，对日光、臭氧作用稳定，弹性及耐寒性差 | -20～80 | -30～100 | 热油、硅油、双酯基润滑油，卤化烃内磷酸酯、浓硫酸、稀硝酸、苯、汽油、四氯化碳、乙醇、丁醇等 |
| 乙丙橡胶 | 耐气候性好，抗臭氧和各种极性化学药品与溶剂冲击弹性好，但耐油性差 | -20～130 | -40～150 | 丙酮、二甲基甲酮、苯酚、戊烷、异丙醇、甲基乙基酮、糠醛、磷酸酯液压油、硅油、汽车刹车油、动植物油、中等浓度酸、碱、蒸汽 |
| 硅橡胶 | 最宽的工作温度，强的耐臭氧老化，光老化、无毒无味对许多材料不粘，透气率大，但耐磨性差 | 40～180 | -60～200 | 高苯胺点油类、氯化苯类、浓磷酸、浓醋酸、氢氧化钠、氨水、浓氨水、乙醇、干热空气 |
| 氯醇橡胶 | 优异的耐油性、耐臭氧、耐气透等综合性能，耐辐射性能差 | -20～120 | -30～130 | 氟里昂、石油基油类 |
| 聚四氟乙烯 | 较大的使用温度范围，极低的摩擦系数和自润滑性，表面不粘结，化学稳定性好，但易产生蠕变，超过340℃时，会分解产生毒烟 | -150～250 | -150～250 | 氯化物、三氟化硼、高沸点溶剂，酮、酯、醚、沸腾的硝酸、王水、氢氧化钠、氢氟酸 |
| 金属(碳钢、铜、铝、不锈钢、蒙乃尔) | 常用碳钢、铜、铝、不锈钢、蒙乃尔合金等，高强度、耐腐蚀性好，但加工较复杂，要求精度高，同时要求对偶件的配合精度也很高 | - | - | 用于高温 |
某些常用螺旋弹簧材料及其特性
| 材料牌号 | 扭转极限应力τ/MPa | 许用扭转应力τ/MPa | 剪切弹性模量G/MPa | 弹簧工作温度范围/℃ | 特性及使用范围 |
|---|---|---|---|---|---|
| 60Mn | 490 | 392 | 78.4 | -40～120 | 淬火后易生裂缝和热脆 |
| 60Si2Mn | 735 | 588 | 78.4 | -40～200 | 可淬性高，易脱碳、易石墨化 |
| 50CrVA | 588 | 441 | 78.4 | -40～210 | 稳定变形，高机械性能 |
| 4Cr13 | 441 | 352 | 39.2 | -40～400 | 一般用于制造耐腐蚀、耐高、低温的弹簧 |
| 1Cr18Ni9Ti | 392 | 323 | 78.4 | -100～250 | 一般用于制造耐腐蚀、耐高、低温的弹簧 |
| 1Cr18Ni12Mo2Ti | 765.31 | 403.34 | 71.5 | -250～250 | 一般用于制造耐腐蚀、耐高、低温的弹簧 |
| 0Cr17Ni8Al | 944.58 | 496.42 | 73.5 | ≤300 | 耐腐蚀、耐低温、耐高温不失弹性，又可热处理。 |
| 0Cr15Ni7Mo2AI | 625 | 470 | 73.5 | ≤300 | 耐腐蚀、耐低温、耐高温不失弹性，又可热处理。 |
| QSi3-1 | 0.5σb | 0.4σb | 40 | -40～200 | 耐腐蚀性和防磁性好 |
| QSn4-3 | 0.4σb | 0.3σb | 40 | -40～200 | 耐腐蚀性和防磁性好 |
| Ni66Cu3Fe (Monel) | 627.42 | 485 | 65.5 | 288 | 适用于强腐蚀性介质 |
| Ni76Cr16Fe8 (Inconel) | 861.84 | 510 | 75.8 | ≤371 | 耐高温和强腐蚀 |
波纹管常用材料及其特性
| 材料 |
密度 g/cm^3 |
热导率 W/(cm·℃) |
线胀系数 10^(-6)℃^(-1) |
弹性模量 10^4MPa |
抗拉强度 MPa |
特点与应用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 黄铜(H80) | 8.8 | 141 | 19.1 | 10.5 | 270 | 塑性、工艺性能好，弹性差。所制作的波纹管常与弹簧联合使用 |
| 不锈钢(1Crl8Ni9Ti) | 8.03 | - | 5.2(0～100℃) | 19 | 750(半冷作硬化) | 机械性能、耐腐蚀性能好。应用广泛，常用厚度为0.05～0.45mm之间 |
| 铍青铜(QBe2) | 8.3 | - | 5.2(21℃) | 13.1(21℃) | 1220 | 工艺性好，弹性、塑性较好，耐腐蚀性好，疲劳极限高，用于180℃以下要求较高的场合 |
| 海氏合金C | 8.94 | - | 3.9(21～316℃) | 20.5(20℃) | 885(21℃) | 耐腐蚀、抗氧化性能好，能耐多种酸(包括盐酸)及碱的腐蚀 |
| 聚四氟乙烯 | 2.2～2.35 | 0.0026 | 8～25 | - | 14～25 | 耐腐蚀、耐热、耐低温、耐水、韧性好，但导热性差，线胀系数大，冷流性大，需与弹簧组合使用 |
金属构件材料选用表
| 种类 | 材料名称 | 牌号 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| 铸铁 | 高硅铸铁 | STSi15 | 全浓度硝酸、硫酸及较强的腐蚀液 |
| 铸铁 | 高铬铸铁 | Cr28 | 浓硝酸、高温等 |
| 铸铁 | 高镍铸铁 | NiCr202 | 烧碱等 |
| 铸铁 | 高镍铸铁 | NiCr303 | 烧碱等 |
| 铅 | 硬铅 | PbSb10-12 | 全浓度硫酸等 |
| 常用不锈钢 | 铬钢 | 1Cr13 | 石油及石油化工 |
| 常用不锈钢 | 铬钢 | 2Cr13 | 石油及石油化工 |
| 常用不锈钢 | 304型铬镍钢 | 0Cr18Ni9 | 稀硝酸、有机酸等 |
| 常用不锈钢 | 304型 | 1Cr18Ni9Ti | 稀硝酸、有机酸等 |
| 常用不锈钢 | 304L型 | 00Cr18Ni10 | 稀硝酸、有机酸等抗晶间腐蚀 |
| 常用不锈钢 | 316型铬镍钼钢 | 1Cr18Ni12MoZTi | 稀硫酸,磷酸、有机酸等 |
| 常用不锈钢 | 316L型 | 00Cr18Ni12M02 | 稀硝酸、有机酸等抗晶间腐蚀 |
| 常用合金 | 高镍铜合金Monel | Ni65Cu28 | 氢氟酸、硅氟酸等 |
| 常用合金 | 耐蚀高温镍铬合金HastelloyC-276 | Ni53Mo17 | 全浓度盐酸等 |
| 常用合金 | 高镍铬钢Carpenter42 | 4J42 | - |
| 常用合金 | 17-7PH析出硬化不锈钢 | 0Cr17Ni4Cu4Nb | - |
| 其他耐腐蚀材料 | 320型铬镍钼钢804型 | 0Cr30Ni42Mo3Cu2 | 烧碱蒸发及904型不能抗蚀的场合 |
| 其他耐腐蚀材料 | 320型铬镍钼钢825型 | 0Cr20Ni42Mo3Cu2 | 904型不能抗蚀的场合 |
| 其他耐腐蚀材料 | 320型铬镍钼钢904型 | 0Cr20Ni25Mo5Cu2 | 稀硫酸等 |
| 其他耐腐蚀材料 | 320型铬镍钼钢941型 | OCr13Ni25Mo3Cu3N | 稀硫酸等、316型不能抗蚀的场合 |
| 其他耐腐蚀材料 | K合金 | 1Cr24Ni20Mo2Cu3 | 稀硫酸等 |
| 其他耐腐蚀材料 | 20#高镍铬合金 | OCr20Ni30Mo2Cu3 | 稀硫酸等 |
| 其他耐腐蚀材料 | 28#高镍铬合金 | 0Cr28Ni30Mo4Cu3 | 磷酸等 |
| 其他耐腐蚀材料 | KMonel | NiCu30Al | - |
| 其他耐腐蚀材料 | Monel400 | - | - |
| 其他耐腐蚀材料 | Monel500 | - | - |
| 其他耐腐蚀材料 | HastelloyB-2 | Ni65Mo28 | 全浓度盐酸等 |
| 其他耐腐蚀材料 | 涂覆PTFE的316钢 | - | - |
| 其他耐腐蚀材料 | 填充玻璃纤维PTFE钛合金 | TA2，TA3，AT4 | 纯碱、海水等 |
