机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106064946A(43)申请公布日2016.11.02(21)申请号201610380297.8F16J15/00(2006.01)(22)申请日2016.05.31(71)申请人台州东新密封有限公司地址317015浙江省台州市临海上盘镇北洋工业园12路1号(72)发明人郑浦李志强高黎华(74)专利代理机构杭州中成专利事务所有限公司33212代理人金祺(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B35/634(2006.01)C04B35/632(2006.01)C04B35/626(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：以碳化硅粉体100份、碳化硼0.1份～1份、石墨粉5份～30份、粘结剂0.5份～15份、助压润滑剂0.5份～5份、分散剂0.5份～1.5份组成原料；将原料加水球磨混合，配置成固相重量含量为40％～60％的水基碳化硅复合浆料；浆料进行喷雾干燥，所得的含石墨碳化硅造粒粉成型处理，所得的坯体放在真空无压烧结炉中，升温至2000℃～2100℃，保温1小时～1.5小时，烧结结束后，得到机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料。CN106064946ACN106064946A权利要求书1/1页1.机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、以碳化硅粉体100份、碳化硼0.1份～1份、石墨粉5份～30份、粘结剂0.5份～15份、助压润滑剂0.5份～5份、分散剂0.5份～1.5份组成原料；上述份为质量份；将原料均匀混合后加入至去离子水中，球磨混合12小时～24小时后，配置成固相重量含量为40％～60％的水基碳化硅复合浆料；(2)、采用喷雾造粒工艺对上述水基碳化硅复合浆料进行喷雾干燥，得到含石墨碳化硅造粒粉；(3)对上述含石墨碳化硅造粒粉采用120MPa干压预压和200Mpa冷等静压终压的两步方式成型，获得高密度的SiC/石墨复相陶瓷坯体；(4)将上述高密度的密封材料坯体放在真空无压烧结炉中，升温至2000℃～2100℃，保温1小时～1.5小时，烧结结束后，得到机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中：粘结剂为聚乙烯醇；助压润滑剂为聚氧乙烯；分散剂为氨基醇、聚乙烯吡咯烷酮、四甲基氢氧化铵。3.根据权利要求2所述的机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的喷雾造粒：热风进口温度为200℃～230℃；出口温度在80～120℃。4.利用如权利要求1～3任一所述的方法制备而得的机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料。2CN106064946A说明书1/5页机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料及其制备方法。背景技术[0002]为了满足机械密封的零泄漏、低磨损量、长寿命等特殊要求，机械密封材料必须具有高强度、高弹性模量、高硬度、优良的热学性能及耐腐蚀性能等。碳化硅陶瓷是一种新型性能优越的机械密封材料，其重量轻、强度高、抗辐射能力强；具有一定的自润滑性、摩擦系数低；硬度高、耐磨损、组对性能好；化学稳定性高、耐腐蚀；导热性能优良、耐热冲击性能好。作为新一代机械密封材料，碳化硅已被国际上确认为自金属、氧化铝、硬质合金以来第四代基本密封材料。但碳化硅陶瓷作为机械密封材料在自润滑性能不如石墨，导致其耐干摩擦性能较差，在一定程度上降低了其可靠性，限制了其在特殊工况领域的应用。[0003]虽然已有在碳化硅陶瓷中加入镍、钛或石墨等元素来提高碳化硅陶瓷的干摩擦性能，但仍然存在以下问题：[0004](1)目前加入金属、石墨来提高碳化硅陶瓷的自润滑性，其基体多为反应烧结碳化硅，由于反应烧结碳化硅中存在游离硅、二氧化硅等缘故，陶瓷综合性能不高，已逐步被无压烧结碳化硅所取代。[0005](2)由于金属、石墨与碳化硅的比重差异较大，分散机制也不尽相同，采用常规的机械球磨混合的方式很难获得成分均匀的复合粉体，导致陶瓷烧结不致密，并影响最终的力学性能。[0006](3)石墨及金属元素相对于碳化硅来说是弱相，含金属或石墨碳化硅陶瓷的强度、断裂韧性都会有所降低。如何确保碳化硅陶瓷获得良好干摩擦性能的同时不降低其力学能力，这成为一个困扰干摩擦碳化硅密封材料制备的重要问题。[0007]因此，有必要开发机械密封用SiC/石墨复相陶瓷材料，以提高碳化硅机械密封材料的自润滑性能