碳化硅軸承應(yīng)用技術(shù)

伊凡

碳化硅軸承應(yīng)用技術(shù)

時(shí)間：2007-09-21 07:00     來(lái)源： 天天軸承網(wǎng)
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    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(wú)機(jī)非金屬材料,。硬度僅次于金剛石，具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕,、耐磨,、耐高溫性能以及機(jī)械強(qiáng)度高,、自潤(rùn)滑性能好,、抗高溫蠕變、摩擦系數(shù)小,、導(dǎo)熱系數(shù)高,、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，可廣泛用于石油,、冶金,、化工、機(jī)械,、航空,、航天原子能等領(lǐng)域，常用做機(jī)械密封的摩擦副材料,。大量試驗(yàn)表明,，碳化硅是目前摩擦副中最優(yōu)秀的材料，尤以無(wú)壓燒結(jié)SiC和熱壓燒結(jié)SiC的性能最佳,。
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9 z, O. H: \( b& L0 a    目前,，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的無(wú)壓燒結(jié)SsiC主要性能指標(biāo)已接近國(guó)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(jìn)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(wú)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(jī),。2003年初，在原有的成果基礎(chǔ)上,，進(jìn)行了改進(jìn)：
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    1.改進(jìn)軸承套扭距傳動(dòng)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。
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    2.增設(shè)了彈性自動(dòng)補(bǔ)償套,，能自動(dòng)補(bǔ)償徑向因溫升導(dǎo)致的材質(zhì)膨脹差異,，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。

    3.獨(dú)特的推力盤結(jié)構(gòu),，更具有可靠性,。
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    碳化硅作為屏蔽電泵軸承時(shí)，因其具熱膨脹系數(shù)小,、材料較脆,、容易破裂等特點(diǎn)所帶來(lái)的問(wèn)題需要解決。
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4 [# ^9 f* t2 X4 K9 N" v3 I1 k! j, R    碳化硅熱膨脹系數(shù)是不銹鋼的1/4,，當(dāng)介質(zhì)的溫度較高時(shí),，與同其配合不銹鋼件產(chǎn)生間隙或過(guò)盈而導(dǎo)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(shí)容易碎裂，特別是棱角之處,。
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5 i" Q, A3 h! T: x8 k    彈性系數(shù)是不銹鋼的1/50,，機(jī)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(shí)應(yīng)注意,。
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    結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題

    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(wèn)題：軸套和轉(zhuǎn)子軸之間的間隙將達(dá)到0.052mm,，即軸套和轉(zhuǎn)子軸之間間隙比常溫時(shí)(20℃)縮小0.052mm,。要取得常溫時(shí)的間隙，軸套和轉(zhuǎn)子軸之間間隙變大,。所以,常溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸套容易破損,再用于高溫液時(shí)就更容易出現(xiàn)故障,。
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7 J6 s  q- r0 C4 x! A    通過(guò)不斷的改進(jìn)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(dòng)補(bǔ)償套，能自動(dòng)補(bǔ)償徑向因溫升導(dǎo)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(yùn)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(shí)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(zhǎng)壽命,，b.介質(zhì)有超強(qiáng)的化學(xué)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(xì)小軟質(zhì)顆粒，f.介質(zhì)不允許有摩擦副磨損下來(lái)的粉末混入,，例如純凈水行業(yè),、或有高純度要求的工況等,。

( @# {; r7 E5 @* G) q  w    SiC軸承特點(diǎn)：
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  d" w) c# E; t$ n    1.軸承采用無(wú)壓燒結(jié)晶體SiC,，牌號(hào)：SSiC，純度：≥99.5%,。

8 s5 a( i5 f7 e  ~2 }    2.獨(dú)特的結(jié)構(gòu),，能自動(dòng)補(bǔ)償徑向因溫升導(dǎo)致的材質(zhì)膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行,。
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    3.使用壽命是普通石墨軸承10倍以上,。

伊凡

碳化硅

1、定義

    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(shí)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(guó)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,。
    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(guò)電阻爐高溫冶煉而成,。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機(jī)械強(qiáng)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(guò)電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,，機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉,。
2.性質(zhì)
* t) A4 Y1 s0 x, w5 f    碳化硅的硬度很大，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能,，高溫時(shí)能抗氧化,。
3.用途
1 ?" ~9 M/ ~. x) o- g    (1)作為磨料，可用來(lái)做磨具,，如砂輪,、油石、磨頭,、砂瓦類等,。
    (2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。
- ~4 j7 i& g2 c* d    碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域,即: 功能陶瓷,、高級(jí)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(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì),。
5 }: D$ x' E7 Y0 p5 R4 [, m7 U    (3)高純度的單晶,，可用于制造半導(dǎo)體、制造碳化硅纖維,。
8 f; ^; ^( A$ T4.產(chǎn)地,、輸往國(guó)別及品質(zhì)規(guī)格
    (1)產(chǎn)地：青海、寧夏,、河南,、四川、貴州等地,。
    (2)輸往國(guó)別：美國(guó),、日本、韓國(guó),、及某些歐洲國(guó)家,。
* a0 z/ R! R0 H9 s+ O3 I    (3)品質(zhì)規(guī)格：
    ①磨料級(jí)碳化硅技術(shù)條件按GB/T2480—96。

    ②磨料粒度及其組成按GB/T2477—83,。磨料粒度組成測(cè)定方法按GB/T2481—83,。