Механик лацолон төрлийн үйлдвэрүүдэд гоожихоос зайлсхийхэд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.Далайн үйлдвэрлэлд байдагнасосны механик лац, эргэдэг босоо амны механик тамга.Мөн газрын тос, байгалийн хийн салбарт байдагхайрцагны механик лац,хуваах механик лац эсвэл хуурай хийн механик лац.Машины үйлдвэрүүдэд усны механик лац байдаг.Мөн химийн үйлдвэрт холигч механик лац (хутгагч механик лац) болон компрессорын механик лац байдаг.
Ашиглалтын өөр нөхцлөөс хамааран өөр өөр материалаар механик битүүмжлэх уусмалыг шаарддаг.Үүнд маш олон төрлийн материал ашигладагмеханик босоо амны битүүмжлэл керамик механик лац, нүүрстөрөгчийн механик лац, силикон карбидын механик лац гэх мэт,SSIC механик лац болонTC механик лац.
Керамик механик лац
Керамик механик лац нь эргэдэг босоо ам, суурин орон сууц гэх мэт хоёр гадаргуугийн хооронд шингэн алдагдахаас урьдчилан сэргийлэх зориулалттай төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээний чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.Эдгээр лац нь элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй, хэт температурыг тэсвэрлэх чадвараараа өндөр үнэлэгддэг.
Керамик механик лацны үндсэн үүрэг нь шингэн алдалт, бохирдлоос урьдчилан сэргийлэх замаар тоног төхөөрөмжийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах явдал юм.Эдгээрийг газрын тос, хий, химийн боловсруулалт, ус цэвэршүүлэх, эм, хүнсний үйлдвэрлэл зэрэг олон салбарт ашигладаг.Эдгээр лацыг өргөнөөр ашиглах нь тэдний бат бөх бүтэцтэй холбоотой байж болно;Эдгээр нь бусад лацдан холболтын материалтай харьцуулахад дээд зэргийн гүйцэтгэлийн шинж чанарыг санал болгодог дэвшилтэт керамик материалаар хийгдсэн.
Керамик механик лац нь үндсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ: нэг нь механик суурин нүүр (ихэвчлэн керамик материалаар хийгдсэн), нөгөө нь механик эргэдэг нүүр (ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн бал чулуугаар хийгдсэн) юм.Битүүмжлэх үйлдэл нь хоёр нүүрийг хаврын хүчээр дарснаар шингэн алдалтын эсрэг үр дүнтэй саадыг бий болгодог.Тоног төхөөрөмж ажиллаж байх үед лацдан холболтын гадаргуугийн хоорондох тосолгооны хальс нь үрэлт, элэгдлийг багасгаж, нягт битүүмжлэлийг хадгалдаг.
Керамик механик лацыг бусад төрлөөс ялгах нэг чухал хүчин зүйл бол элэгдэлд тэсвэртэй байдал юм.Керамик материалууд нь маш сайн хатуулаг шинж чанартай тул зүлгүүрийн нөхцлийг мэдэгдэхүйц гэмтэлгүйгээр тэсвэрлэх боломжийг олгодог.Үүний үр дүнд зөөлөн материалаар хийсэн лацыг бодвол илүү удаан солих, засвар үйлчилгээ хийх шаардлагагүй.
Элэгдэлд тэсвэртэй байхаас гадна керамик нь онцгой дулааны тогтвортой байдлыг харуулдаг.Тэд эвдрэлд орохгүй, битүүмжлэх чадвараа алдахгүйгээр өндөр температурыг тэсвэрлэх чадвартай.Энэ нь тэдгээрийг бусад лацдан холболтын материалууд хугацаанаас нь өмнө эвдэрч болзошгүй өндөр температурт ашиглахад тохиромжтой болгодог.
Эцэст нь, керамик механик лац нь химийн маш сайн нийцтэй, янз бүрийн идэмхий бодисуудад тэсвэртэй байдаг.Энэ нь тэднийг химийн хатуу бодис, түрэмгий шингэнтэй байнга харьцдаг үйлдвэрүүдэд сонирхолтой сонголт болгодог.
Керамик механик лац нь зайлшгүй шаардлагатайбүрэлдэхүүн хэсгийн лацүйлдвэрийн тоног төхөөрөмжид шингэн алдагдахаас сэргийлэх зорилготой.Тэдний элэгдэлд тэсвэртэй, дулааны тогтвортой байдал, химийн нийцтэй байдал зэрэг өвөрмөц шинж чанарууд нь тэдгээрийг олон салбарын янз бүрийн хэрэглээнд илүүд үздэг.
| керамик физик шинж чанар | ||||
| Техникийн параметр | нэгж | 95% | 99% | 99.50% |
| Нягт | г/см3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Хатуу байдал | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Сүвэрхэг байдлын түвшин | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Хагарлын хүч | МПа | 250 | 310 | 350 |
| Дулааны тэлэлтийн коэффициент | 10(-6)/К | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Дулаан дамжуулалтын | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Нүүрстөрөгчийн механик лац
Механик нүүрстөрөгчийн лац нь урт түүхтэй.Графит бол нүүрстөрөгчийн элементийн изоформ юм.1971 онд АНУ атомын энергийн хавхлагын алдагдлыг шийдэж чадсан уян графит механик лацдан холболтын материалыг амжилттай судалжээ.Гүн боловсруулалтын дараа уян графит нь маш сайн битүүмжлэх материал болж, битүүмжлэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нөлөөгөөр төрөл бүрийн нүүрстөрөгчийн механик лацыг хийдэг.Эдгээр нүүрстөрөгчийн механик лацыг өндөр температурт шингэний битүүмжлэх зэрэг химийн, газрын тос, цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрүүдэд ашигладаг.
Уян графит нь өндөр температурын дараа өргөссөн графит тэлэлтийн үр дүнд үүсдэг тул уян харимхай бал чулуунд үлдэж буй интеркалаторын хэмжээ маш бага боловч бүрэн биш байдаг тул интеркаляторын оршин тогтнол, найрлага нь чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. болон бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл.
Нүүрстөрөгчийн битүүмжлэлийн материалын сонголт
Анхны зохион бүтээгч нь төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг исэлдүүлэгч болон холигч бодис болгон ашигласан.Гэсэн хэдий ч металл эд ангиудын битүүмжлэлд түрхсэний дараа уян хар чулуунд үлдсэн бага хэмжээний хүхэр нь удаан хугацааны турш хэрэглэсний дараа контакт металлыг зэврүүлдэг болохыг тогтоожээ.Үүнийг харгалзан дотоодын зарим эрдэмтэд хүхрийн хүчлийн оронд цууны хүчил, органик хүчлийг сонгосон Сүн Кемин гэх мэт үүнийг сайжруулахыг оролдсон.хүчил, азотын хүчлийг удаашруулж, температурыг тасалгааны температур хүртэл бууруулж, азотын хүчил ба цууны хүчлийн холимогоор хийсэн.Азотын хүчил ба цууны хүчлийн хольцыг оруулах бодис болгон ашиглах замаар хүхэргүй өргөссөн бал чулууг исэлдүүлэгч болгон калийн перманганатаар бэлтгэж, азотын хүчилд цууны хүчил аажмаар нэмсэн.Температурыг тасалгааны температур хүртэл бууруулж, азотын хүчил ба цууны хүчлийн хольцыг хийнэ.Дараа нь энэ хольцонд байгалийн үйрмэг бал чулуу, калийн перманганат нэмнэ.Тогтмол хутгах үед температур нь 30 C. Урвалын дараа 40 минутын дараа усыг саармагжуулж, 50 ~ 60 С-т хатааж, өндөр температурт тэлэлтийн дараа өргөссөн бал чулууг хийдэг.Энэ арга нь битүүмжлэх материалын харьцангуй тогтвортой шинж чанарыг бий болгохын тулд бүтээгдэхүүн нь тодорхой хэмжээний тэлэлтэнд хүрч чадах нөхцөлд вулканжуулалтыг хийдэггүй.
| Төрөл | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Брэнд | Суулгасан | Суулгасан | Шингээсэн фенол | Сурьма нүүрстөрөгч(A) | |||||
| Нягт | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Хагарлын бат бэх | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Шахалтын хүч | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Хатуу байдал | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Сүвэрхэг чанар | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| Температурууд | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Цахиурын карбидын механик лац
Цахиурын карбидыг (SiC) кварцын элс, нефтийн кокс (эсвэл нүүрсний кокс), модны чипс (ногоон цахиурын карбид үйлдвэрлэхэд нэмэх шаардлагатай) гэх мэтээр хийдэг карборунд гэж нэрлэдэг.Цахиурын карбид нь мөн байгальд ховор эрдэс болох яламтай.Орчин үеийн C, N, B болон бусад исэлгүй өндөр технологийн галд тэсвэртэй түүхий эдэд цахиур карбид нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг, хэмнэлттэй материал бөгөөд үүнийг алтан ган элс эсвэл галд тэсвэртэй элс гэж нэрлэж болно.Одоогийн байдлаар Хятадын цахиурын карбидын аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийг хар цахиурын карбид ба ногоон цахиурын карбид гэж хуваадаг бөгөөд эдгээр нь хоёулаа 3.20 ~ 3.25 харьцаатай, 2840 ~ 3320 кг/м² бичил хатуулагтай зургаан өнцөгт талст юм.
Цахиурын карбидын бүтээгдэхүүнийг янз бүрийн хэрэглээний орчны дагуу олон төрөлд ангилдаг.Энэ нь ихэвчлэн механик аргаар ашиглагддаг.Жишээлбэл, цахиурын карбид нь химийн зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй, өндөр бат бэх, өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, үрэлтийн бага коэффициент, өндөр температурт тэсвэртэй тул цахиурын карбидын механик битүүмжлэлийн хамгийн тохиромжтой материал юм.
SIC Seal цагирагуудыг статик цагираг, хөдөлгөөнт цагираг, хавтгай цагираг гэх мэтээр хувааж болно.Хэрэглэгчдийн тусгай шаардлагын дагуу SiC цахиурыг цахиурын карбидын эргэдэг цагираг, цахиурын карбидын суурин суудал, цахиурын карбидын бут гэх мэт төрөл бүрийн карбидын бүтээгдэхүүн болгон хийж болно.Мөн графит материалтай хослуулан хэрэглэж болох ба үрэлтийн илтгэлцүүр нь хөнгөн цагаан керамик болон хатуу хайлшаас бага тул PV өндөр, ялангуяа хүчтэй хүчил, хүчтэй шүлтийн нөхцөлд ашиглах боломжтой.
SIC-ийн үрэлтийг багасгасан нь механик лацанд ашиглах гол давуу талуудын нэг юм.Тиймээс SIC нь бусад материалаас илүү элэгдэлд тэсвэртэй, лацын ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.Нэмж дурдахад SIC-ийн үрэлтийн бууралт нь тосолгооны хэрэгцээг бууруулдаг.Тосолгооны дутагдал нь бохирдол, зэврэлт үүсэх магадлалыг бууруулж, үр ашиг, найдвартай байдлыг сайжруулдаг.
SIC нь элэгдэлд тэсвэртэй байдаг.Энэ нь тасралтгүй ашиглахад муудах, хугарахгүйгээр тэсвэрлэх чадвартайг харуулж байна.Энэ нь өндөр түвшний найдвартай байдал, бат бөх чанарыг шаарддаг хэрэглээнд төгс материал болгодог.
Үүнийг дахин нааж, өнгөлж болох тул лацыг ашиглалтын хугацаанд хэд хэдэн удаа шинэчилж болно.Энэ нь химийн зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй, өндөр бат бэх, өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, бага үрэлтийн коэффициент, өндөр температурт тэсвэртэй тул механик лацанд илүү механик байдлаар ашиглагддаг.
Механик битүүмжлэлийн нүүрэнд ашиглах үед цахиурын карбид нь гүйцэтгэлийг сайжруулж, лацдан холболтын хугацааг уртасгаж, засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулж, турбин, компрессор, төвөөс зугтах насос зэрэг эргэдэг төхөөрөмжийн ашиглалтын зардлыг бууруулдаг.Цахиурын карбид нь хэрхэн үйлдвэрлэгдсэнээс хамааран өөр өөр шинж чанартай байж болно.Цахиурын карбид нь урвалын явцад цахиурын карбидын хэсгүүдийг хооронд нь холбох замаар үүсдэг.
Энэ процесс нь материалын ихэнх физик болон дулааны шинж чанарт төдийлөн нөлөөлдөггүй боловч материалын химийн эсэргүүцлийг хязгаарладаг.Асуудал үүсгэдэг хамгийн түгээмэл химийн бодисууд нь идэмхий бодис (болон бусад өндөр рН химийн бодисууд) ба хүчтэй хүчил байдаг тул эдгээр хэрэглээнд урвалд орсон цахиурын карбидыг хэрэглэж болохгүй.
Урвалаар шингэсэн нэвчсэнцахиурын карбид.Ийм материалд анхны SIC материалын нүх сүв нь металл цахиурыг шатаах замаар нэвчилтийн явцад дүүрдэг тул хоёрдогч SiC гарч ирэх ба материал нь онцгой механик шинж чанарыг олж авч, элэгдэлд тэсвэртэй болдог.Хамгийн бага агшилтын улмаас энэ нь ойролцоо хүлцэл бүхий том, нарийн төвөгтэй эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.Гэсэн хэдий ч цахиурын агууламж нь ажлын хамгийн дээд температурыг 1350 ° C хүртэл хязгаарладаг, химийн эсэргүүцэл нь мөн рН 10 орчим байдаг. Материалыг түрэмгий шүлтлэг орчинд ашиглахыг зөвлөдөггүй.
ШингэрүүлсэнЦахиурын карбидыг урьдчилан шахсан маш нарийн ширхэгтэй SIC мөхлөгийг 2000 0С-ийн температурт шингэлж, материалын мөхлөгүүдийн хооронд бат бөх холбоо үүсгэнэ.
Нэгдүгээрт, тор өтгөрдөг, дараа нь сүвэрхэг чанар буурч, эцэст нь үр тарианы хоорондох холбоосууд нийлдэг.Ийм боловсруулалтын явцад бүтээгдэхүүний мэдэгдэхүйц агшилт үүсдэг - ойролцоогоор 20%.
SSIC лацын бөгж бүх химийн бодист тэсвэртэй.Түүний бүтцэд металл цахиур байхгүй тул 1600С хүртэл температурт хүч чадалд нь нөлөөлөхгүйгээр ашиглах боломжтой.
| шинж чанарууд | R-SiC | S-SiC |
| Сүвэрхэг чанар (%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
| Нягт (г/см3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Хатуу байдал | 110~125 (HS) | 2800 (кг/мм2) |
| Уян хатан модуль (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC агууламж (%) | ≥85% | ≥99% |
| Si агуулга (%) | ≤15% | 0.10% |
| Гулзайлтын хүч (Мпа) | ≥350 | 450 |
| Шахалтын бат бэх (кг/мм2) | ≥2200 | 3900 |
| Дулааны тэлэлтийн коэффициент (1/℃) | 4.5×10-6 | 4.3×10-6 |
| Дулаан эсэргүүцэл (агаар мандалд) (℃) | 1300 | 1600 |
TC механик тамга
TC материал нь өндөр хатуулаг, хүч чадал, элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй шинж чанартай байдаг.Үүнийг "Үйлдвэрийн шүд" гэж нэрлэдэг.Өндөр гүйцэтгэлтэй тул цэргийн үйлдвэр, сансар судлал, механик боловсруулалт, металлурги, газрын тосны өрөмдлөг, электрон харилцаа холбоо, архитектур болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.Жишээлбэл, насос, компрессор, хутгагчд вольфрамын карбидын цагиргийг механик лац болгон ашигладаг.Сайн элэгдэлд тэсвэртэй, өндөр хатуулаг нь өндөр температур, үрэлт, зэврэлтэнд тэсвэртэй элэгдэлд тэсвэртэй эд анги үйлдвэрлэхэд тохиромжтой.
Химийн найрлага, хэрэглээний шинж чанараар нь ТС-ийг вольфрамын кобальт (YG), вольфрам-титан (YT), вольфрамын титан тантал (YW), титан карбид (YN) гэсэн дөрвөн ангилалд хувааж болно.
Вольфрамын кобальт (YG) хатуу хайлш нь WC and Co-аас бүрддэг. Энэ нь цутгамал төмөр, өнгөт металл, металл бус материал зэрэг хэврэг материалыг боловсруулахад тохиромжтой.
Stellite (YT) нь WC, TiC and Co-аас бүрдэнэ. Хайлшанд TiC нэмснээр элэгдэлд тэсвэртэй байдал сайжирсан боловч гулзайлтын бат бэх, нунтаглах чадвар, дулаан дамжуулалт буурсан.Бага температурт хэврэг байдаг тул энэ нь зөвхөн ерөнхий материалыг өндөр хурдтайгаар огтлоход тохиромжтой бөгөөд хэврэг материалыг боловсруулахад тохиромжтой биш юм.
Хайлш дээр вольфрамын титан тантал (ниоби) кобальт (YW) нэмдэг бөгөөд зохих хэмжээний тантал карбид эсвэл ниоби карбидыг ашиглан өндөр температурын хатуулаг, бат бөх, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.Үүний зэрэгцээ иж бүрэн зүсэлтийн гүйцэтгэлийг сайжруулснаар бат бөх чанар нь нэмэгддэг.Энэ нь ихэвчлэн хатуу зүсэх материал, завсарлагатай зүсэлт хийхэд ашиглагддаг.
Карбонжуулсан титаны үндсэн анги (YN) нь TiC, никель, молибдений хатуу фазтай хатуу хайлш юм.Үүний давуу тал нь өндөр хатуулаг, наалдахаас хамгаалах чадвар, хавирган сарны элэгдэл, исэлдэлтийн эсрэг чадвар юм.1000 градусаас дээш температурт үүнийг боловсруулах боломжтой хэвээр байна.Энэ нь хайлшин ган болон бөхөөх гангийн тасралтгүй өнгөлгөөнд хамаарна.
| загвар | никель агууламж (хөх%) | нягт (г/см²) | хатуулаг (HRA) | гулзайлтын хүч (≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88.5-91.0 | 1800 |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87.5-90.0 | 2000 |
| загвар | кобальтын агууламж（ жин%） | нягт (г/см²) | хатуулаг (HRA) | гулзайлтын хүч (≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89.5-91.0 | 1800 |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88.0-90.5 | 1980 он |
| YG12 | 11.7-12.2 | 13.9-14.5 | 87.5-89.5 | 2400 |
| YG15 | 14.6-15.2 | 13.9-14.2 | 87.5-89.0 | 2480 |
| YG20 | 19.6-20.2 | 13.4-13.7 | 85.5-88.0 | 2650 |
| YG25 | 24.5-25.2 | 12.9-13.2 | 84.5-87.5 | 2850 |