机械密封件的材料选择需根据工作介质、温度、压力及转速等条件综合考量,主要分为以下几类:
一、摩擦副材料(核心密封元件)
石墨
特点:自润滑性、低摩擦系数、导热性好、耐腐蚀性强,适合高温、低压、腐蚀性介质。
应用:常温、中温工况下应用广泛,如浸树脂石墨、浸锑石墨等。
碳化钨(CWC)及陶瓷材料
特点:硬度高(莫氏硬度9)、耐磨性强、耐高温(可达1000℃以上),耐腐蚀性优异。
应用:高温、高压、强腐蚀性介质(如海水、化工原料),如堆焊钴铬钨、陶瓷密封环。
硬质合金(如镍基、钴基合金)
特点:硬度高、耐磨性突出,但耐腐蚀性较弱,适合高硬度颗粒介质。
二、辅助密封材料
聚四氟乙烯(PTFE)
特点:耐腐蚀、耐高温(-200℃至260℃)、不粘附性,适合非腐蚀性液体和气体。
应用:化工设备、食品加工设备等。
橡胶类(如丁腈橡胶、氟橡胶)
特点:柔韧性好、耐腐蚀性较强,适合中低压、低温度工况。
三、结构件材料
金属类
铸铁(如球墨铸铁、灰口铸铁):成本低、导热性好,但耐腐蚀性差,适用于油类等非腐蚀性介质。
不锈钢(如304、316L):耐腐蚀性强,适合一般化工、食品加工场景。
镍基合金(如哈氏合金B、C):耐腐蚀性优异,但摩擦学性能较差,需配合专用润滑剂。
非金属类
波纹管:聚四氟乙烯波纹管、金属波纹管,适用于需要柔性和耐腐蚀性的管道密封。
四、其他特殊材料
碳化硅 :高硬度、高强度,适用于极端磨损工况。
陶瓷 (如Al₂O₃、SiC):耐高温、耐腐蚀,适合高温腐蚀性环境。 选择原则
优先级 :耐腐蚀性 > 耐磨性 > 成本。
工况匹配 :低温选石墨,高温选陶瓷或碳化钨,高腐蚀性选聚四氟乙烯或哈氏合金。
动、静环差异 :动环需兼顾耐磨性,静环更注重耐腐蚀性。
通过合理选型,可确保机械密封在延长使用寿命的同时,满足工艺要求。