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機械密封石墨材料的肖氏硬度計測量應(yīng)用

石墨復(fù)合材料是以鋁銅粉、石墨和高碳等其他為主要原料并加以粘結(jié)劑,采用機械混捏冷壓成型然后加固化制備而成的。本文概述鋁粉和銅粉添加量,成型壓力對復(fù)合材料體積密度、肖氏硬度計硬度值的影響。根據(jù)實驗測試數(shù)據(jù)建立了金屬/碳石墨復(fù)合材料用密度計測量體積密度和用肖氏硬度計測量硬度值與金屬粉含量之間的定量關(guān)系。在10~16MPa下鋁粉含量為20%~25%時,鋁/碳石墨復(fù)合材料的最大體積密度約為1.71g/cm3、采用肖氏硬度計測量的最大肖氏硬度約為85HSD;在15MPa下銅粉含 量為25%時,銅/碳石墨復(fù)合材料的體積密度達到1.85g/cm3,用肖氏硬度計測量的肖氏硬度達到90.2HSD因此,銅/碳石墨復(fù)合材料更適宜用于機械密封行業(yè)所使用。


石墨材料具有較好的耐高溫性、自潤滑性、耐腐蝕性、 導(dǎo)熱性、低摩擦系數(shù)和熱膨脹 系數(shù),被廣泛應(yīng)用于機械密封行業(yè)使用。對于汽車發(fā)動機、內(nèi)燃機、泵類的軸間密封材料,由于其工況不好,且高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的離心力,環(huán)形石墨機械密封材料不僅需要更高的強度、耐磨性,甚至還需要具備更好的耐高溫、抗氧化和高導(dǎo)電性能。為進一步提高碳石墨材料的性能,金屬/碳石墨復(fù)合材料作為一種新型機械密封材料成為研究熱點,出現(xiàn)了浸金屬的碳石墨 或 粉末冶金制備金屬/碳石墨復(fù)合材料。浸銀、浸銻或浸銅碳石墨材料盡管可以提高強度、肖氏硬度、 密度和耐磨性,但是還需要解決浸透性和浸漬均勻性問題。利用粉末冶金法制備了石墨/銅復(fù)合材料,石墨的加入可以穩(wěn)定摩擦系數(shù),但是石墨含量偏低。(5%~30%),摩擦系數(shù)較高,不宜用作機械密封材料,制備了焦炭顆粒增強銅石墨復(fù)合材料,焦炭粉的多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致復(fù)合材料的密度降低和孔隙率增大。浸漬鋁合金的碳石墨具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性及耐磨性,但是肖氏硬度偏低(3368HSD),使用時會發(fā)生風(fēng)化、龜裂現(xiàn)象。為了克服這些缺點,采用冷壓固化制備了Cu/碳石墨復(fù)合材料,研究了Cu粉含量、成型壓力對復(fù)合材料微觀組織、體積密度、肖氏硬度以及摩擦磨損性能的影響。 液壓氣動密封件行業(yè)機械密封碳石墨材料提 出了更高要求:體積密度1.83g/cm3,肖氏硬度計測量硬度不低于90HSD,抗壓強度240MPa,抗折強度85MPa。本實驗以鋁粉、銅粉、石墨和高碳為原料,酚醛樹脂 為粘結(jié)劑,通過機械混捏-冷壓成型-加熱固化制備了金屬/碳 石墨復(fù)合材料,研究了金屬粉 添 加量、成型壓力對復(fù)合材料的體積密度、肖氏硬度計測量硬度的影響,通過實驗數(shù)據(jù)擬合分析,揭示了體積密度與肖氏硬度的變化規(guī)律,探索了滿足性能要求的碳石墨復(fù)合材料的最佳制備工藝條件。


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