Mexanik muhrlarko'plab turli sohalar uchun oqishning oldini olishda juda muhim rol o'ynaydi. Dengiz sanoatida mavjudnasos mexanik muhrlari, aylanadigan val mexanik muhrlari. Va neft va gaz sanoatida mavjudkartrij mexanik muhrlari,bo'lingan mexanik muhrlar yoki quruq gaz mexanik muhrlari. Avtomobilsozlik sanoatida suv mexanik muhrlari mavjud. Kimyo sanoatida esa mikser mexanik muhrlari (aralashtiruvchi mexanik muhrlar) va kompressor mexanik muhrlari mavjud.
Turli xil foydalanish sharoitlariga qarab, turli xil materiallar bilan mexanik muhrlash eritmasi talab qilinadi. Ko'p turdagi materiallar qo'llaniladimexanik mil muhrlari masalan, keramik mexanik muhrlar, uglerod mexanik muhrlar, silikon karbid mexanik muhrlar,SSIC mexanik muhrlari vaTC mexanik muhrlari.
Keramik mexanik muhrlar
Keramik mexanik muhrlar turli sanoat qo'llanmalarida muhim komponentlar bo'lib, aylanuvchi val va statsionar korpus kabi ikki sirt o'rtasida suyuqlik oqishini oldini olish uchun mo'ljallangan. Ushbu muhrlar o'zining ajoyib aşınmaya bardoshliligi, korroziyaga chidamliligi va haddan tashqari haroratga bardosh bera olish qobiliyati uchun yuqori baholanadi.
Keramik mexanik muhrlarning asosiy roli suyuqlik yo'qotilishi yoki ifloslanishining oldini olish orqali uskunaning yaxlitligini saqlashdir. Ular neft va gaz, kimyoviy qayta ishlash, suvni tozalash, farmatsevtika va oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash kabi ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Ushbu muhrlarning keng qo'llanilishini ularning bardoshli konstruktsiyasi bilan bog'lash mumkin; ular boshqa muhr materiallariga nisbatan yuqori ishlash xususiyatlarini taklif qiluvchi ilg'or keramik materiallardan tayyorlangan.
Keramik mexanik muhrlar ikkita asosiy komponentdan iborat: biri mexanik statsionar yuza (odatda keramik materialdan yasalgan) va ikkinchisi mexanik aylanuvchi yuza (odatda uglerod grafitidan yasalgan). Muhrlash harakati ikkala yuza ham prujina kuchi yordamida bir-biriga bosilganda sodir bo'ladi va bu suyuqlik oqishiga qarshi samarali to'siq yaratadi. Uskunalar ishlayotganda, muhrlovchi yuzalar orasidagi moylash plyonkasi mahkam muhrni saqlab turganda ishqalanish va aşınmayı kamaytiradi.
Keramik mexanik muhrlarni boshqa turlardan ajratib turadigan muhim omillardan biri ularning aşınmaya bardoshliligidir. Keramik materiallar a'lo darajadagi qattiqlik xususiyatlariga ega, bu ularga sezilarli darajada shikastlanmasdan aşındırıcı sharoitlarga bardosh berishga imkon beradi. Bu yumshoqroq materiallardan tayyorlanganlarga qaraganda kamroq almashtirish yoki texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladigan uzoqroq xizmat qiladigan muhrlarga olib keladi.
Aşınmaya bardoshliligidan tashqari, keramika ham ajoyib issiqlik barqarorligini namoyish etadi. Ular yuqori haroratga bardosh bera oladi, bunda ular boshqa muhrlash materiallari muddatidan oldin ishdan chiqishi mumkin.
Nihoyat, keramik mexanik muhrlar turli xil korroziyali moddalarga chidamliligi bilan birga ajoyib kimyoviy moslikni ta'minlaydi. Bu ularni muntazam ravishda qattiq kimyoviy moddalar va agressiv suyuqliklar bilan ishlaydigan sohalar uchun jozibador tanlovga aylantiradi.
Keramik mexanik muhrlar juda muhimkomponent muhrlarisanoat uskunalarida suyuqlik oqishini oldini olish uchun mo'ljallangan. Ularning aşınmaya bardoshliligi, termal barqarorlik va kimyoviy moslik kabi noyob xususiyatlari ularni turli sohalardagi turli xil qo'llanmalar uchun afzal tanlovga aylantiradi.
| keramikaning jismoniy xususiyati | ||||
| Texnik parametr | birlik | 95% | 99% | 99.50% |
| Zichlik | g/sm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Qattiqlik | HRA | 85 | 88 | 90 |
| G'ovaklik darajasi | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Sinish kuchi | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Issiqlik kengayish koeffitsienti | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Issiqlik o'tkazuvchanligi | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Uglerod mexanik muhrlari
Mexanik uglerod muhri uzoq tarixga ega. Grafit element uglerodining izoformidir. 1971-yilda Qo'shma Shtatlar atom energiyasi klapanining oqishini hal qilgan muvaffaqiyatli moslashuvchan grafit mexanik muhrlash materialini o'rganib chiqdi. Chuqur qayta ishlashdan so'ng, moslashuvchan grafit ajoyib muhrlash materialiga aylanadi va muhrlash komponentlari ta'sirida turli xil uglerod mexanik muhrlariga aylanadi. Ushbu uglerod mexanik muhrlari kimyo, neft, elektr energiyasi sanoatida, masalan, yuqori haroratli suyuqlik muhrida qo'llaniladi.
Moslashuvchan grafit yuqori haroratdan keyin kengaygan grafitning kengayishi natijasida hosil bo'lganligi sababli, moslashuvchan grafitda qolgan interkalatsiyalovchi vosita miqdori juda oz, ammo to'liq emas, shuning uchun interkalatsiyalovchi vositaning mavjudligi va tarkibi mahsulot sifati va ishlashiga katta ta'sir ko'rsatadi.
Uglerod muhrining yuz materialini tanlash
Dastlabki ixtirochi konsentrlangan sulfat kislotani oksidlovchi va interkalatsiyalovchi vosita sifatida ishlatgan. Biroq, metall komponentining muhriga qo'llanilgandan so'ng, egiluvchan grafitda qolgan oz miqdordagi oltingugurt uzoq muddatli foydalanishdan keyin kontakt metallni zanglashiga olib kelishi aniqlandi. Shu nuqtai nazardan, ba'zi mahalliy olimlar, masalan, Song Kemin, sulfat kislota o'rniga sirka kislotasi va organik kislotani tanlab, uni yaxshilashga harakat qilishdi. Nitrat kislotada sekin va haroratni xona haroratiga tushiradigan kislota, nitrat kislota va sirka kislotasi aralashmasidan tayyorlangan. Nitrat kislota va sirka kislotasi aralashmasidan foydalanib, oltingugurtsiz kengaytirilgan grafit kaliy permanganat oksidlovchi vosita sifatida tayyorlandi va sirka kislotasi asta-sekin nitrat kislotaga qo'shildi. Harorat xona haroratiga tushiriladi va nitrat kislota va sirka kislotasi aralashmasi tayyorlanadi. Keyin bu aralashmaga tabiiy parcha grafit va kaliy permanganat qo'shiladi. Doimiy aralashtirish ostida harorat 30 C ni tashkil qiladi. 40 daqiqalik reaksiyadan so'ng, suv neytral holatga keltiriladi va 50-60 C da quritiladi, kengaytirilgan grafit esa yuqori haroratda kengaygandan so'ng tayyorlanadi. Ushbu usul mahsulot ma'lum bir kengayish hajmiga yetishi sharti bilan vulkanizatsiya qilinmaydi, shu bilan muhrlovchi materialning nisbatan barqaror xususiyatiga erishiladi.
| Turi | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Brend | Emprenye qilingan | Emprenye qilingan | Singdirilgan fenol | Surma uglerod (A) | |||||
| Zichlik | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Sinish kuchi | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Siqish kuchi | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Qattiqlik | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| G'ovaklik | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| Haroratlar | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Silikon karbid mexanik muhrlari
Kremniy karbidi (SiC) shuningdek, karborundum nomi bilan ham tanilgan bo'lib, u kvarts qumi, neft koksi (yoki ko'mir koksi), yog'och qipiqlari (yashil kremniy karbidi ishlab chiqarishda qo'shilishi kerak) va boshqalardan tayyorlanadi. Kremniy karbidi tabiatda noyob mineral - tutga ham ega. Zamonaviy C, N, B va boshqa oksidsiz yuqori texnologiyali refrakter xom ashyolarda kremniy karbidi eng keng qo'llaniladigan va tejamkor materiallardan biri bo'lib, uni oltin po'lat qumi yoki refrakter qum deb atash mumkin. Hozirgi vaqtda Xitoyda kremniy karbidining sanoat ishlab chiqarilishi qora kremniy karbidi va yashil kremniy karbidiga bo'linadi, ularning ikkalasi ham olti burchakli kristallar bo'lib, ularning nisbati 3,20 ~ 3,25 va mikroqattiqligi 2840 ~ 3320 kg/m².
Silikon karbid mahsulotlari turli xil qo'llanilish muhitiga ko'ra ko'p turlarga bo'linadi. Odatda mexanik ravishda ko'proq qo'llaniladi. Masalan, silikon karbid yaxshi kimyoviy korroziyaga chidamliligi, yuqori mustahkamligi, yuqori qattiqligi, yaxshi aşınma qarshiligi, kichik ishqalanish koeffitsienti va yuqori haroratga chidamliligi tufayli silikon karbid mexanik muhri uchun ideal materialdir.
SIC muhr halqalarini statik halqa, harakatlanuvchi halqa, yassi halqa va boshqalarga bo'lish mumkin. SiC kremniy mijozlarning maxsus talablariga muvofiq turli xil karbid mahsulotlarini, masalan, kremniy karbid aylanuvchi halqasini, kremniy karbid statsionar o'rindig'ini, kremniy karbid vtulkasini va boshqalarni tayyorlashi mumkin. Bundan tashqari, u grafit materiali bilan birgalikda ishlatilishi mumkin va uning ishqalanish koeffitsienti alumina keramikasi va qattiq qotishmadan kichikroq, shuning uchun uni yuqori PV qiymatida, ayniqsa kuchli kislota va kuchli ishqor sharoitida ishlatish mumkin.
SIC ning ishqalanishining kamayishi uni mexanik muhrlarda qo'llashning asosiy afzalliklaridan biridir. Shuning uchun SIC boshqa materiallarga qaraganda aşınma va yirtilishga yaxshiroq bardosh bera oladi va muhrning ishlash muddatini uzaytiradi. Bundan tashqari, SIC ning ishqalanishining kamayishi moylash zaruratini kamaytiradi. Moylashning yo'qligi ifloslanish va korroziya ehtimolini kamaytiradi, samaradorlik va ishonchlilikni oshiradi.
SIC shuningdek, aşınmaya juda chidamli. Bu uning doimiy foydalanishga chidamliligini, buzilishsiz yoki sinmasdan turishini ko'rsatadi. Bu uni yuqori darajadagi ishonchlilik va chidamlilikni talab qiladigan foydalanish uchun ideal materialga aylantiradi.
Shuningdek, uni qayta yopishtirish va sayqallash mumkin, shunda muhrni ishlash muddati davomida bir necha marta yangilash mumkin. Odatda u ko'proq mexanik usulda, masalan, mexanik muhrlarda yaxshi kimyoviy korroziyaga chidamliligi, yuqori mustahkamligi, yuqori qattiqligi, yaxshi aşınma qarshiligi, kichik ishqalanish koeffitsienti va yuqori haroratga chidamliligi uchun ishlatiladi.
Mexanik muhr yuzalari uchun ishlatilganda, kremniy karbidi turbinalar, kompressorlar va santrifüj nasoslar kabi aylanadigan uskunalar uchun yaxshilangan ishlashga, muhrning ishlash muddatini uzaytirishga, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytirishga va ish xarajatlarini kamaytirishga olib keladi. Kremniy karbidi qanday ishlab chiqarilganiga qarab turli xil xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. Reaksiya bilan bog'langan kremniy karbidi reaksiya jarayonida kremniy karbid zarralarini bir-biriga bog'lash orqali hosil bo'ladi.
Bu jarayon materialning ko'pgina fizik va issiqlik xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi, ammo u materialning kimyoviy qarshiligini cheklaydi. Muammo tug'diradigan eng keng tarqalgan kimyoviy moddalar kaustiklar (va boshqa yuqori pH kimyoviy moddalar) va kuchli kislotalardir, shuning uchun reaksiya bilan bog'langan kremniy karbidini ushbu qo'llanmalarda ishlatmaslik kerak.
Reaksiya bilan sinterlangan infiltratsiyalangankremniy karbidi. Bunday materialda asl SIC materialining teshiklari metall kremniyni yoqish orqali infiltratsiya jarayonida to'ldiriladi, shu tariqa ikkilamchi SiC paydo bo'ladi va material ajoyib mexanik xususiyatlarga ega bo'lib, aşınmaya bardoshli bo'ladi. Minimal qisqarishi tufayli u yaqin tolerantliklarga ega bo'lgan katta va murakkab qismlarni ishlab chiqarishda ishlatilishi mumkin. Biroq, kremniy miqdori maksimal ish haroratini 1350 °C gacha cheklaydi, kimyoviy qarshilik ham taxminan pH 10 bilan cheklangan. Material agressiv ishqoriy muhitda foydalanish uchun tavsiya etilmaydi.
Sinterlangankremniy karbidi material donalari o'rtasida kuchli bog'lanishlarni hosil qilish uchun oldindan siqilgan juda mayda SIC granulasini 2000 °C haroratda sinterlash orqali olinadi.
Avval panjara qalinlashadi, keyin g'ovaklilik pasayadi va nihoyat donachalar orasidagi bog'lanishlar sinterlanadi. Bunday qayta ishlash jarayonida mahsulot sezilarli darajada qisqaradi - taxminan 20% ga.
SSIC muhr halqasi barcha kimyoviy moddalarga chidamli. Uning tuzilishida metall kremniy yo'qligi sababli, uni 1600C gacha bo'lgan haroratda mustahkamligiga ta'sir qilmasdan ishlatish mumkin.
| mulklar | R-SiC | S-SiC |
| G'ovaklik (%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
| Zichlik (g/sm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Qattiqlik | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Elastik modul (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC tarkibi (%) | ≥85% | ≥99% |
| Si tarkibi (%) | ≤15% | 0,10% |
| Egilish kuchi (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Siqish kuchi (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Issiqlik kengayish koeffitsienti (1/℃) | 4.5×10-6 | 4.3×10-6 |
| Issiqlikka chidamlilik (atmosferada) (℃) | 1300 | 1600 |
TC mexanik muhri
TC materiallari yuqori qattiqlik, mustahkamlik, aşınmaya bardoshli va korroziyaga chidamlilik xususiyatlariga ega. U "Sanoat tishi" nomi bilan tanilgan. Yuqori ishlashi tufayli u harbiy sanoat, aerokosmik, mexanik ishlov berish, metallurgiya, neft burg'ulash, elektron aloqa, arxitektura va boshqa sohalarda keng qo'llanilgan. Masalan, nasoslar, kompressorlar va aralashtirgichlarda volfram karbid halqasi mexanik muhr sifatida ishlatiladi. Yaxshi aşınmaya bardoshli va yuqori qattiqlik uni yuqori harorat, ishqalanish va korroziyaga chidamli aşınmaya bardoshli qismlarni ishlab chiqarish uchun mos qiladi.
Kimyoviy tarkibi va foydalanish xususiyatlariga ko'ra, TC to'rt toifaga bo'linishi mumkin: volfram kobalt (YG), volfram-titan (YT), volfram titan tantal (YW) va titan karbid (YN).
Volfram kobalt (YG) qattiq qotishmasi WC va Co dan iborat. U quyma temir, rangli metallar va metall bo'lmagan materiallar kabi mo'rt materiallarni qayta ishlash uchun javob beradi.
Stellite (YT) WC, TiC va Co dan iborat. Qotishmaga TiC qo'shilishi tufayli uning aşınmaya bardoshliligi yaxshilanadi, ammo egilish kuchi, silliqlash samaradorligi va issiqlik o'tkazuvchanligi pasayadi. Past haroratda mo'rtligi tufayli u faqat yuqori tezlikda umumiy materiallarni kesish uchun mos keladi va mo'rt materiallarni qayta ishlash uchun emas.
Volfram titan tantal (niobiy) kobalt (YW) qotishmaga yuqori harorat qattiqligi, mustahkamligi va aşınma qarshiligini oshirish uchun tegishli miqdorda tantal karbid yoki niobiy karbid qo'shiladi. Shu bilan birga, mustahkamlik ham yaxshilangan keng qamrovli kesish samaradorligi bilan yaxshilanadi. U asosan qattiq kesish materiallari va oraliq kesish uchun ishlatiladi.
Karbonlashtirilgan titan asos sinfi (YN) TiC, nikel va molibdenning qattiq fazasiga ega bo'lgan qattiq qotishmadir. Uning afzalliklari yuqori qattiqlik, bog'lanishga qarshilik, yarim oyga qarshi aşınmaya qarshilik va oksidlanishga qarshilikdir. 1000 darajadan yuqori haroratda ham uni qayta ishlash mumkin. Bu qotishma po'lat va söndürme po'latini uzluksiz pardozlashda qo'llaniladi.
| model | nikel miqdori (og'irlik%) | zichlik (g/sm²) | qattiqlik (HRA) | egilish kuchi (≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88.5-91.0 | 1800-yil |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87.5-90.0 | 2000-yil |
| model | kobalt miqdori (og'irlik%) | zichlik (g/sm²) | qattiqlik (HRA) | egilish kuchi (≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89.5-91.0 | 1800-yil |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88.0-90.5 | 1980-yil |
| 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 |