密封环

带有缺口的环状密封件

密封环是一种带有缺口的环状密封件，靠被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上起密封作用。

产品种类

根据制造方法和材料的不同，密封环有整体式密封环（用同一种材料制造）、组合式密封环，表面堆焊硬质合金和喷涂陶瓷等多种结构。

整体式密封环

这种密封环因用同一种材料制成，材料的性能在密封环的各个部位均匀一致，没有组合式密封环泄漏和分离的缺陷，也没有电化学腐蚀的可能。制造软环大都用石墨，制造硬环时可用各种合金钢，如轴承钢(GCr9)、高速钢(W18Cr4V)及其他合金钢（如1140Cr、3Cr13等），也有的用合金铸铁。（如硅、铬和镍铸铁）。采用这些材料时，都要辅之以适当的热处理工艺，以提高其硬度和耐磨性。这类材料价格较低，如果使用恰当，也有较长的寿命。为了进一步提高硬度和延长使用寿命，可采用硬质合金制造。常用的硬质合金为钴基碳化钨，性能较好，但价格高。钢结硬质合金的价格较低。为了提高在腐蚀介质中的耐蚀性，有镍基碳化钨，而哈氏合金有更高的耐蚀性，但价格昂贵。此外，还有用碳化硅及其他陶瓷材料制造的密封环。

组合式密封环

碳化钨等材料有优良的性能，但是价格高，加工困难，限制了它的使用。为解决这个矛盾，出现了组合式密封环。密封端面采用硬质合金，密封环的基体（称为环座）则用普通材料制成。为解决硬质合金环和环座之间的联接和密封，产生了热装式、带密封圈式、焊接和钎焊四种组合式密封环。

⒈带O形圈的密封环

这种组合式密封环在硬质合金环与环座之间用H7/g8的滑动配合。在两者配合圆柱面间置一聚四氟乙烯或合成橡胶制戚的。形密封圈，防止其间的密封流体泄漏，且将硬质合金环与环座组合在一起．在硬质合金环与环蛊街平面结合处设一销钉，以传递扭矩。此种组合结构，无组合应力产生，也无由此引起的组合密封环的密封端面的变形，但是组合密封环零件的数量增加了，还需要在硬质合拿环上钻孔或槽，给制造增加了难度，同时由于增设了。形圈，密封环的使用温度受到了限制。

⒉功热装式密封环

为提高带。形圈密封环的使用温度，出现了热装式密封环。它是靠硬质合金环和环座之间的过盈配合来传递扭矩并实现密封，是应用最多的一种密封环（图23）。这种密封环组合时将环座加热，环座孔受热胀大，放入硬质合金环，冷却之后两者在过盈下完成组合，再在常温下研磨和抛光密封端面到要求的精度。这种环的缺点是，随着时间的推移，环境和使用温度的变化，密封端面的平面度将发生变化而不符合要求。究其原因，一是热装结构本身存在过盈，且接触应力不均匀，使之产生帆械变形；二是由予使用温度较高（或过低），材料物理性能（主要是线膨胀系数）的差异使硬质合金环和环座的配合部位不能同步胀缩，过盈量发生变化，接触应力也随着发生变化，这种变化对密封环的使用产生影响。密封端面变形破坏了平面度，更有甚者丧失过盈，使联接失效，硬质合金环脱落。

热装式密封环有三种结构，图1a是制造厂早期生产的，结构较为简单。但是由于硬质合金环和辅助密封圈接触，一旦硬质合金环松脱，运转时辅助密封圈被严重磨损，会出现大量泄漏。而图23b是在图23a的基础上改进的，辅助密封圈不和硬质合金环接触，不存在上述缺陷，只是硬质合金环和环座之间有轻微泄漏。为了减少硬质合金环密封端面昀不均匀变形，环座的热装部位内外设置环形槽（图23c），使硬质合金环外圆柱面的接触应力趋予均匀，以减少碳化钨环的变形，使用效果较好。

⒊焊接的组合式密封环

为克服热装式密封环松脱的缺陷，出现了焊接的密封环（图2）。所用的硬质合金是以Cr3C2为硬质相、Ni为粘结相的烧结合金材料。耐腐蚀优于YG6等硬质合金，高温下具有优异的抗氧化性能，在1000℃空气中加热2小时无任何变化。但是导热性能较差，仅为YG6的1/3，线膨胀系数大，比YG6大1倍多，为10.2 *10-8/℃（10~500℃时）。这两点决定了耐热冲击性能不如YG6好。正因为线膨胀系数较大，和马氏体不锈钢接近（10~500℃时为11*10-6/℃），为和环座焊接提供了有利条件。焊接时需在环和座之间铺放一层镍基粉末，置于真空电阻炉中，经1100℃高温熔焊，然后进行圆火处理，以消际焊接应力。出于是焊接的密封环，硬质合金环厚度可以比YG6薄，毛坯的厚度也只有3~3.6mm。又因密度小，是YG6的一半(7～7.5g/cm8)，因此，可节约贵重金属，价格较低。这种合金的牌号为CNIS,其中Cr3C285%、Ni15%，由北京硬质合金厂研制成功。

⒋钎焊的组合式密封环

为傈持碳化钨的优良性能，韵缺陷，出现了钎焊的密封环。座上开坡口，用一种低熔点焊料，在环和座之间施焊，焊料熔化后将环和座联接在一起，并实现两者之间的密封。这种密封环的突出优点是硬质合金克服热装密封环变形和松脱图3为这种环的结构。在环环不变形。一方面环和座之间图3钎焊的密封环韵配合面上无挤压应力；另一方面采用激光焊接，热量高度集中在焊料处，加热时间短，环和座几乎不被加热，更不可能在髂化的情况下完成焊接。焊料塑性很好，仅存的焊接应力已被焊料吸收。

产品要求

密封环是动环和静环的总称（下同），是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命，因此，对它提出了一些要求。

⑴有足够的强度和刚度。在工作条件下（如压力、温度和滑动速度等）不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。

⑵密封端面应有足够的强度和耐腐蚀性，以保证工作条件下有满意的使用寿命。

⑶密封环应用良好的耐热冲击能力。为此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受热冲击时不至于开裂。

⑷密封环匹配应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性，密封环材料与蜜蜂流体还要有很好的浸润性。工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面。

⑸密封环应力求简单、对称并优先考虑用整体型结构。也可采用组合式（如镶装式）密封环，尽量避免用密封端面喷涂式结构。

⑹密封环要容易加工制造，安装和维修要方便，价格要低廉。

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