標題: 碳化硅軸承應(yīng)用技術(shù) [打印本頁] 作者: 伊凡 時間: 2008-1-9 11:01 標題: 碳化硅軸承應(yīng)用技術(shù) 碳化硅軸承應(yīng)用技術(shù)4 Z6 N5 V. u% ~5 y' ]( C
' R- ^$ |) O0 |4 |
時間：2007-09-21 07:00 來源： 天天軸承網(wǎng) ; v4 G+ _9 t& ?5 ~/ [2 O: q( b5 Q- G" {: \/ a0 M1 { X9 @
碳化硅陶瓷作為現(xiàn)代工程陶瓷之一，是一種人工合成的新型無機非金屬材料。硬度僅次于金剛石，具有優(yōu)良的耐化學腐蝕、耐磨、耐高溫性能以及機械強度高、自潤滑性能好、抗高溫蠕變、摩擦系數(shù)小、導熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)低等特點，可廣泛用于石油、冶金、化工、機械、航空、航天原子能等領(lǐng)域，常用做機械密封的摩擦副材料。大量試驗表明，碳化硅是目前摩擦副中最優(yōu)秀的材料，尤以無壓燒結(jié)SiC和熱壓燒結(jié)SiC的性能最佳。, @. v' G4 c3 S7 H! `5 _0 h- m Y3 ^
0 {! U1 m6 ^% |
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的無壓燒結(jié)SsiC主要性能指標已接近國外同類產(chǎn)品的水平。雖然熱壓燒結(jié)SiC的性能為最佳，但制造成本昂貴，尚未大量應(yīng)用。利用SiC的優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用在屏蔽電泵和磁力泵領(lǐng)域。大連四方電泵從2001年開始進行全碳化硅陶瓷摩擦副研究開發(fā)，軸承、軸承套、推力盤均采用無壓燒結(jié)SSiC材料。2002年開始應(yīng)用于產(chǎn)品，取得了良好業(yè)績。2003年初，在原有的成果基礎(chǔ)上，進行了改進： - w q( V4 N) O" e. p3 l2 B% _1 T+ V @# @! ~) p
1.改進軸承套扭距傳動結(jié)構(gòu)，解決了軸承套端部開口造成的應(yīng)力集中，提高了可靠性。7 d( v6 t T: U0 w8 W& o& [% P6 p
" h: G4 d3 a. x* W
2.增設(shè)了彈性自動補償套，能自動補償徑向因溫升導致的材質(zhì)膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運行。 , ]8 p' t' s8 ?$ A Z 0 P, V E: \4 ^& T: X+ M 3.獨特的推力盤結(jié)構(gòu)，更具有可靠性。0 l" B% q, ~+ [9 L7 l
* [" `% U! |9 w& L* X 碳化硅作為屏蔽電泵軸承時，因其具熱膨脹系數(shù)小、材料較脆、容易破裂等特點所帶來的問題需要解決。 " A+ Y9 U. [0 @2 u2 n! z$ Y; D P& q
碳化硅熱膨脹系數(shù)是不銹鋼的1/4，當介質(zhì)的溫度較高時，與同其配合不銹鋼件產(chǎn)生間隙或過盈而導致軸承損壞；斷裂韌性是不銹鋼的1/50，材料較脆，受到?jīng)_擊力作用時容易碎裂，特別是棱角之處。0 S2 Y2 N9 A/ U& A
2 j& f& a; v. V7 a5 g6 M0 g 彈性系數(shù)是不銹鋼的1/50，機械性較脆，易破損。熱膨脹系數(shù)是不銹鋼的1/4,與其(不銹鋼)配合時應(yīng)注意。/ K( O0 q# ~9 r
/ w$ ]! s& K* y: W 結(jié)構(gòu)方面存在的問題/ W" w$ g* V1 P s/ R
& W T. U+ {! A 如果液溫100(℃)的泵上采用直徑d=50(mm)轉(zhuǎn)子軸(不銹鋼)，將出現(xiàn)下述問題：軸套和轉(zhuǎn)子軸之間的間隙將達到0.052mm，即軸套和轉(zhuǎn)子軸之間間隙比常溫時(20℃)縮小0.052mm。要取得常溫時的間隙，軸套和轉(zhuǎn)子軸之間間隙變大。所以,常溫運轉(zhuǎn)時軸套容易破損,再用于高溫液時就更容易出現(xiàn)故障。5 e P" L3 ^; N% a
, [5 d3 C; n& Y, d2 U
通過不斷的改進和完善，解決了軸承套端部開口造成的應(yīng)力集中，提高了可靠性，增設(shè)了彈性自動補償套，能自動補償徑向因溫升導致的材質(zhì)膨脹差異，使碳化硅軸承在屏蔽電泵上獲得成功應(yīng)用，泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運行。碳化硅軸承在我公司的基本型PB、逆循環(huán)型PBN、水冷高溫型PBG、泥漿型PBLK、自吸型PBZ、保溫型PBB、大功率立式PBGL、小流量型PBX等屏蔽電泵產(chǎn)品中已全面獲得實際應(yīng)用。使用功率在0.75－75Kw，溫度范圍為0℃—250℃，主要應(yīng)用工況為：a.要求長壽命，b.介質(zhì)有超強的化學腐蝕性，c.密度低、易汽化介質(zhì)，d.溫度高，e.介質(zhì)中有微量細小軟質(zhì)顆粒，f.介質(zhì)不允許有摩擦副磨損下來的粉末混入，例如純凈水行業(yè)、或有高純度要求的工況等。# v1 L0 R9 t* W3 U1 W6 R" ^( k
% F4 b8 j7 q5 L' }
SiC軸承特點：, G* Q5 W. b4 ?" Z
2 I7 t- g8 l2 J: ^" A
1.軸承采用無壓燒結(jié)晶體SiC，牌號：SSiC，純度：≥99.5%。/ F# O' O$ I7 X# [% _$ e8 A
, ]- h; c. {. `% ?$ ] 2.獨特的結(jié)構(gòu)，能自動補償徑向因溫升導致的材質(zhì)膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運行。/ Y* u& `: M4 N5 N' h
7 p$ }+ P; V2 R" u# K: Y3 s
3.使用壽命是普通石墨軸承10倍以上。作者: 伊凡 時間: 2008-1-9 11:31 標題: 碳化硅 碳化硅 4 n; _8 [: C7 _& x- i1 ^( G+ k2 D8 w: P9 v' F9 U- \, E
1、定義 * U, U' R, l2 ?0 E. }1 G7 B$ {' a$ X: |9 O: R: l" j* n0 k; H
碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。 5 x% I7 |7 |+ |' e: w 包括黑碳化硅和綠碳化硅，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機械強度高于剛玉,性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料，添加食鹽作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機械強度高于剛玉。2 W$ |+ A$ v8 \+ O( s7 ?& r
2.性質(zhì) _9 T8 ~4 d' A/ V) Q# n; I c1 x 碳化硅的硬度很大，具有優(yōu)良的導熱和導電性能，高溫時能抗氧化。 * b" P# I+ c! P2 V& u2 x3.用途7 q, ^1 W) }2 V, Y! Y2 s, F
(1)作為磨料，可用來做磨具，如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。$ ]& Q) Z+ D" I! C$ b; C# l
(2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。* S Y! J8 n5 k' F
碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域,即: 功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應(yīng), 不能算高新技術(shù)產(chǎn)品,而技術(shù)含量極高 的納米級碳化硅粉體的應(yīng)用短時間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟。7 g' O% v. y( n7 b& w
(3)高純度的單晶，可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。 " s6 r: Z7 @0 t- U: S& f* w( ~# C4.產(chǎn)地、輸往國別及品質(zhì)規(guī)格, i- J5 {; I. x& a
(1)產(chǎn)地：青海、寧夏、河南、四川、貴州等地。 # R) z% O# S' R7 G: k" V6 o! @* u (2)輸往國別：美國、日本、韓國、及某些歐洲國家。, k. [$ V6 ~' l! A
(3)品質(zhì)規(guī)格： + ~$ r8 B8 }$ w. Q+ a- q ①磨料級碳化硅技術(shù)條件按GB/T2480—96。6 T8 }% ^( z; s$ p
: W& F( \5 ^# y6 h( S ②磨料粒度及其組成按GB/T2477—83。磨料粒度組成測定方法按GB/T2481—83。