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密封件材料性能比较

发布时间:2017/07/19
密封件材料性能比较

  密封件材料性能比较
  A 密封胶条也常用天然橡胶制造。
  b. 丁腈橡胶 对石油基液压油相容性较好,有较稳定的物理特性,价格也较便宜,所以在液压、气动用密封中,使用最为广泛。
  丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能,但不耐酮、酯和氯化烃等介质。耐油密封制品以采用丁腈橡胶为主。丁腈橡胶的耐油性和耐磨性随丙烯腈含量增加而提高,但丙烯腈含量高的丁腈橡胶弹性和耐寒性较差。采用丁腈橡胶制作的密封制品,其耐热性能一般在100℃左右,若经硫化,可提高其耐热性能达140℃。
  丁腈橡胶是通过橡胶密封制品中使用量较大的胶种,为了提高其使用价格,在混炼时采用聚氯乙烯进行改性,以提高丁腈橡胶的拉伸应力、撕裂强度和耐老化性能。若将三元尼龙掺合于橡胶胶料中可提高拉伸强度和抗撕裂性能。特殊的填充剂如碳纤维、氮化硅、二硫化钼、聚四氟乙烯、古墨等的使用,可以提高丁腈橡胶的耐热和耐磨性能。
  c. 苯乙烯橡胶 耐热性低于乙丙橡胶,虽然与乙丙橡胶一样不能在石油基液压油(矿物系液压油))中使用,但因其耐刹车油性能优良,因而常用于与汽车制动哭相关的密封件。这是一种常用橡胶,价格较便宜。
  d. 氯丁橡胶 具有良好的耐油和耐溶剂性能。它有较好的耐齿轮油和变压器油性能,但不耐芳香族油。氯丁橡胶还具有优良的耐气候老化和臭氧老化性能。氯丁橡胶的交联断裂温度在200℃以上,通常用氯丁橡胶制作门窗密封条。氯丁橡胶对于无机酸也有良好的耐腐蚀性。此外,由于氯丁橡胶还具有良好的挠曲性和不透气性,可制成膜片或真空用的密封制品。
  e. 乙丙橡胶 对矿物油系液压油统统没有耐受性,所以一般不用于液压气动往复运动密封。比丁腈橡胶耐热性好,耐热性和耐冷却液性能均优良,所以多用于与汽车散热器有关的密封材料。另外,因其耐刹车液性能优良,因而是汽车制动器用密封部件的主要材料。其耐腐蚀性、耐氧性良好。对磷酸酯系工作液等难燃性介质有适应性,所以可用在那些丁腈橡胶不能使用的情况下。
  f. 丙烯酸酯橡胶 耐热性介于丁腈橡胶和氟橡胶之间,具有良好的耐油性(矿物油、润滑油和燃料油),特别是在高温下的耐油稳定性能,一般可达175℃,间歇使用或短时间可耐温200℃以上,价格也适中。它的缺点是耐寒性差,在室温附近缺乏弹性,高温下则表现出良好的弹性,与丁腈橡胶相比机械强度和耐磨性较低,因此在非寒冷地区适合制作耐高温油的油封,但不适合制作高温下受拉伸或压缩应力的密封制品,适用于汽车用垫圈,油封类等。
  g. 聚氨酯橡胶 具有优异的耐磨性和良好的不透气性,使用温度范围一般为-30至80℃.此外,还具有中等耐油、耐氧及耐臭氧老化特性。但不耐酸、碱、水、蒸汽和酮类等,适于制造各种橡胶密封制品。如油封、O形圈和隔膜等。
  h. 硅橡胶 具有突出的耐高低温、耐臭氧及耐气候老化性能,在-50~280℃的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧、耐天候等优点,适宜投合热机构中所需的密封垫,如强光源灯甲虫密封衬圈、阀垫等。由于硅橡胶不耐油,因上纱宜制作耐油密封制品、硅橡胶机械强度低,价格昂贵。
  i. 氟橡胶 是目前所有合成橡胶中综合性能好的密封用橡胶。在橡胶材料中,氟橡胶具有突出的耐热(200~250)和耐油性能及耐药品性。所以在丁腈橡胶、聚氨酯橡胶不能使用的高温环境或特殊工作液(如磷酸酯)中,可用氟橡胶作为密封用材料。氟橡胶的加工工艺性能不易掌握,价格较高,约为丁脯橡胶的20倍,耐寒性、耐热水性也较差。
  最近出现了耐寒性、耐热水性提高的氟橡胶产品。另外,还有耐热笥,耐药品性更优于普通氟橡胶的FFKM,但价格高达普通氟橡胶的十几倍。
  国产氟橡胶主要有26型和23型两种,26型氟橡胶是氟橡胶中通用性好的一种,可以在250℃温度下长期工作,也可在300℃温度下短期工作。
  氟橡胶可用于制造气缸套密封圈、胶碗和旋转轴唇型密封圈,能显著地提高使用时间。
  j. 氯醇橡胶 兼有丁腈橡胶、氯丁橡胶、丙煁酸酯橡胶的优点,其耐油、耐热、耐臭氧、耐燃、耐碱、耐水及耐有机溶剂性能都很好,密封圈、垫片、隔膜和防尘罩等密封制品的良好材料。
  k. 加氢腈橡胶 采用加氢的方法,使丁腈橡胶中含有的氧化物饱和,因而即保持了丁腈橡胶的优点,又改良了丁腈橡胶耐腐蚀性和耐臭氧性差的缺点,耐热性可提高30℃.加氢腈橡胶耐热性能介于氟橡胶和丁腈橡胶之间,耐磨性也优于丁腈橡胶,因此多用于汽车用动密封和固定密封,使用量正在增长。
  初期的加氢腈橡胶有低温时柔软性差的缺点,后经不断改良,性能得到改善。现在的产品,弹性、抗压缩很久变形性也略高于或等同于丁腈橡胶材料,具有作为密封材料的许多优良性能。但其价格高达丁腈橡胶材料的10倍,故作为液压、气动密封的常用材料,其普及受到了一定的限制。从发展趋势看,其价格在不断下降。
  密封用合成橡胶的各项物理、力学性能和耐油性质见表3-7
  ②热塑性合成橡胶(TPE)热塑性合成橡胶材料易加工,当采用标准的注压、吹塑、挤出等设备加工时,其效率比加工传统橡胶高10倍,而且产品无飞边,规格尺寸特别明确,热塑性合成橡胶机械强度较大,可得到从低硬度橡胶到硬质塑料的硬度范围很大的各种材料。热塑性合成橡胶类的聚酯合成橡胶和聚酰胺有优良的耐油性;聚氨酯聚酯合成橡胶有优良的耐磨性;某些热塑性合成橡胶材料的脆化温度优于橡胶,可达-70℃,是很有发展前景的密封材料。
  常用的聚氨酯橡胶在橡胶材料中机械强度高,且有良好的弹性、耐油性和耐磨性,在液压传动的高压往复运动密封大量使用。由于这种材料在水中易于分解,不能用于水系介质中。几种热塑性合成橡胶材料的主要性能见表3-8
  ③合成树脂 又称塑料,可分为热固性树脂和热塑性树脂两种。作为密封材料用得最多的是热塑性类的聚四氟乙烯树脂,其次是聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚甲醛树脂。热固性树脂类的酚醛树脂也用于液压气动缸的磨擦环等零件中。合成树脂比合成橡胶刚度大、强度高。合成树脂磨擦因数小,对各种液压传动工作介质及化学剂均有优于橡胶的相容性。
  由于合成树脂的弹性、柔软性不如橡胶材料,很少将其单独用作密封件。更多的是制成复合密封和挡圈等辅助密封件,如高压用密封挡圈、组合密封滑动而上的密封圈(此时应允许有少量的泄漏)、轴套。
  a. 聚四氟乙稀树脂(PTFE) 聚四氟乙烯是一种高性能工程塑料,人称塑料王,具有优良的耐热和耐药品性,而且其磨擦因数在所有材料中低,抗黏着性优良。它强度、硬度一般高于合成橡胶,又具有与合成橡胶接近的柔软性和一定的变形恢复性能,很适宜用作密封圈材料。或与橡胶密封圈并用,制成组合密封。聚四氟乙烯耐油性能好,几乎可以和所有常用液压气动工作介质相容。
  聚四氟乙烯可以作为固体润滑材料使用。它不仅磨擦因数很低,而且动、静磨擦因数接近。因为它的自润滑性,在无给油状态下,也能保持密封圈的低磨擦特性。
  纯聚四氟乙烯强度、硬度、耐磨性均很低,用作密封材料的是填充了玻璃纤维、石墨、青铜粉、碳素纤维、二硫化钼等材料的填充聚四氟乙烯。这些填充剂大幅度改变了聚四氟乙烯的拉伸强度、伸长率、压缩变形、韧性,增加刚度、硬度、耐磨性、改善尺寸稳定性。在实用中应根据密封件的使用条件,如液压或气动、高压或低压、高温或低温、高速或低速、工作平稳或有冲击振动及工作介质等,选用不同添加剂的聚四氟乙烯材料。
  填充聚四氟乙烯常作为滑块、轴垫材料使用。
  b. 聚酰胺树脂(PA) 聚酰胺树脂机械强度大于聚四氟乙稀,常用于聚四氟乙稀不能随的高压系统中,作挡圈用材,由于具有优良的耐磨性和承载能力,所以可用作轴套材料。
  聚酰胺树脂为热塑性材料,可注射成型,成型工艺性好,可方便地注塑成各种形状,所以可以将挡圈和轴套制成一体。
  聚酰胺树脂吸水较强,吸水会导致尺寸变化。
  c. 超大分子聚乙烯树脂(UHMWPE) 超大分子聚乙烯树脂其有非常大的相对分子质量,所以既坚韧又柔软,且耐磨性好,磨擦因数低。适用于润滑状态恶劣的动密封场合和高压中的挡圈。由于耐热性、耐油性不是太好,所以应避免用于高温环境下工作的机器。
  d. 聚甲醛树脂(POM) 聚甲醛树脂有优异的综合性能,磨擦因数低而稳定,在干磨擦条件下尤为突出;弹性模量和硬度较高,韧性好,抗蠕变性能好,耐疲劳强度在热塑性工程塑料中高;耐有机溶剂性能好,但耐热性较差;由于机械强度大于聚四氟乙鸹树脂,所以可用于聚四氟乙鸹树脂不能随的高压系统中,作挡圈用材;另外因优良的耐严严实实万籁和承载能力,可用作轴套材料。聚甲醛树脂可注射成型加工,可方便地制成各种形状,所以可将挡圈和轴套制成一体。
  e. 酚醛树脂(PF) 酚醛树脂俗称电木,是一种热固性树脂,纯酚醛树脂耐冲击性较差,常加入纤维制成夹布酚醛树脂,夹布酚醛树脂耐磨性能好,适宜于制作轴套,酚醛树脂在水系工作液中有较化倾向,需予以注意。
  ④夹织物橡胶 在液压、气动密封中还经常使用橡胶与织物的混合材料,橡胶中加入织物,就像混凝土中的钢筋,它们限制橡胶的拉伸,但基本的柔顺性并不丧失,同时可提高耐磨性、撕裂强度等强度和刚度,夹织物橡胶通过对纤维织物浸胶制成。改变织物的织法,可以控制混合材料的强度性能,改变织物纤维的材料,可以控制混合材料对温度等使用条件
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