Mehaniki möhürlerköp dürli pudaklar üçin suw syzmagynyň öňüni almakda örän möhüm rol oýnaýar. Deňiz senagatynda barnasos mehaniki möhürleri, aýlanýan miliň mehaniki möhürleri. Nebit we gaz senagatynda hem barkartrij mehaniki möhürleri,bölünen mehaniki möhürler ýa-da gurak gaz mehaniki möhürler. Awtomobil senagatynda suw mehaniki möhürler bar. Himiýa senagatynda bolsa garyşdyryjy mehaniki möhürler (garyşdyryjy mehaniki möhürler) we kompressor mehaniki möhürleri bar.
Dürli ulanyş şertlerine baglylykda, dürli materiallar bilen mehaniki möhürleme ergini talap edilýär. Ulanylýan köp görnüşli materiallar barmehaniki mil möhürleri keramiki mehaniki möhürler, uglerod mehaniki möhürler, silikon karbid mehaniki möhürler ýaly,SSIC mehaniki möhürleri weTC mehaniki möhürleri.
Keramik mehaniki möhürler
Keramiki mehaniki möhürler dürli senagat ulanylyşlarynda möhüm bölekler bolup, aýlanýan wal we hereketsiz korpus ýaly iki ýüziň arasynda suwuklyklaryň syzmagynyň öňüni almak üçin niýetlenendir. Bu möhürler ajaýyp aşynma çydamlylygy, korroziýa çydamlylygy we ekstremal temperatura çydamlylygy üçin ýokary baha berilýär.
Keramiki mehaniki möhürleriň esasy wezipesi suwuklygyň ýitmeginiň ýa-da hapalanmagynyň öňüni almak arkaly enjamlaryň bitewüligini saklamakdyr. Olar nebit we gaz, himiki gaýtadan işlemek, suwy arassalamak, derman senagaty we azyk önümlerini gaýtadan işlemek ýaly köp sanly pudaklarda ulanylýar. Bu möhürleriň giňden ulanylmagy olaryň berk gurluşy bilen baglanyşyklydyr; olar beýleki möhür materiallaryna garanyňda has ýokary öndürijilik häsiýetlerini hödürleýän ösen keramiki materiallardan ýasalýar.
Keramiki mehaniki möhürler iki esasy bölekden ybarat: biri mehaniki hereketsiz ýüz (köplenç keramiki materialdan ýasalýar), beýlekisi bolsa mehaniki aýlanýan ýüz (köplenç uglerod grafitinden ýasalýar). Möhürleme täsiri iki ýüz hem ýaz güýji bilen basylanda ýüze çykýar we suwuklygyň syzmagyna garşy netijeli päsgelçilik döredýär. Enjam işleýän wagty, möhürleýji ýüzleriň arasyndaky ýaglaýjy plýonka berk möhüri saklap, sürtülmäni we aşynmany azaldýar.
Keramiki mehaniki möhürleri beýleki görnüşlerden tapawutlandyrýan möhüm faktorlaryň biri olaryň aşynmaga ajaýyp garşylygydyr. Keramiki materiallar ajaýyp berklik häsiýetlerine eýedir, bu bolsa olaryň abraziw şertlerine uly zyýan ýetirmezden çydamagyna mümkinçilik berýär. Bu bolsa ýumşak materiallardan ýasalan möhürlere garanyňda has az çalşyrmagy ýa-da tehniki hyzmat talap edýän has uzak möhletli möhürlere getirýär.
Aşynma garşylygyndan başga-da, keramika ajaýyp termal durnuklylygy hem görkezýär. Olar zaýalanmaga sezewar bolmazdan ýa-da möhürleme netijeliligini ýitirmezden ýokary temperatura çydap bilýärler. Bu bolsa, olary beýleki möhürleme materiallarynyň wagtyndan öň zaýalanyp biljek ýokary temperatura ulanylyşlarynda ulanmaga amatly edýär.
Ahyrsoňy, keramiki mehaniki möhürler dürli aşyndyryjy maddalara garşylyk görkezmek bilen ajaýyp himiki utgaşyklylygy üpjün edýär. Bu bolsa olary yzygiderli güýçli himiki maddalar we agressiw suwuklyklar bilen iş salyşýan pudaklar üçin özüne çekiji saýlawa öwürýär.
Keramik mehaniki möhürler möhümdirkomponent möhürlerisenagat enjamlarynda suwuklygyň syzmagynyň öňüni almak üçin niýetlenendir. Olaryň özboluşly häsiýetleri, ýagny aşynma garşylygy, termal durnuklylygy we himiki utgaşyklygy, olary dürli pudaklarda dürli ulanylyşlar üçin iň gowy saýlawa öwürýär.
| keramiki fiziki häsiýet | ||||
| Tehniki parametr | birlik | 95% | 99% | 99.50% |
| Dykyzlyk | g/sm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Gatylyk | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Gözeneklilik tizligi | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Synma güýji | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Ýylylyk giňelme koeffisiýenti | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Ýylylyk geçirijiligi | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Karbon mehaniki möhürler
Mehaniki uglerod möhüriniň uzak taryhy bar. Grafit element uglerodynyň izoformydyr. 1971-nji ýylda Birleşen Ştatlar atom energiýasynyň klapanynyň syzmagy meselesini çözen üstünlikli çeýe grafit mehaniki möhürleýji materialy öwrendi. Çuňňur gaýtadan işlenenden soň, çeýe grafit ajaýyp möhürleýji materiala öwrülýär we möhürleýji komponentleriň täsiri bilen dürli uglerod mehaniki möhürlere öwrülýär. Bu uglerod mehaniki möhürler himiýa, nebit, elektrik energiýasy senagatynda, ýokary temperaturaly suwuklyk möhüri ýaly senagatlarda ulanylýar.
Çeýe grafit ýokary temperaturadan soň giňeldilen grafidiň giňelmegi bilen emele gelýändigi sebäpli, çeýe grafitde galan interkalýasiýa agentiniň mukdary örän az, ýöne doly däl, şonuň üçin interkalýasiýa agentiniň bolmagy we düzümi önümiň hiline we işine uly täsir edýär.
Karbon möhüriniň ýüz materialyny saýlamak
Ilkinji oýlap tapyjy konsentrlenen kükürt kislotasyny oksidleýji we aralaşdyryjy serişde hökmünde ulandy. Şeýle-de bolsa, metal bölegiň möhürine ulanylandan soň, çeýe grafitde galan az mukdarda kükürt uzak wagtlap ulanylandan soň kontakt metalyny poslaýandygy anyklandy. Şu nukdaýnazardan, käbir ýerli alymlar, meselem, Song Kemin, kükürt kislotasynyň ýerine sirke kislotasyny we organiki kislotany saýlady. Kislotany, azot kislotasynda haýal we temperaturany otagyň temperaturasyna çenli peseldýän, azot kislotasy we sirke kislotasynyň garyndysyndan ýasaldy. Azot kislotasynyň we sirke kislotasynyň garyndysyny goşujy serişde hökmünde ulanmak bilen, kükürtsiz giňeldilen grafit oksidleýji hökmünde kaliý permanganaty bilen taýýarlanyldy we sirke kislotasy azot kislotasyna haýal goşuldy. Temperatura otagyň temperaturasyna çenli peseldilýär we azot kislotasy bilen sirke kislotasynyň garyndysy ýasalýar. Soňra bu garyndyya tebigy gatlak grafit we kaliý permanganaty goşulýar. Yzygiderli garyşdyrylanda, temperatura 30 C bolýar. 40 minutlyk reaksiýadan soň, suw neýtral derejä çenli ýuwulýar we 50 ~ 60 C-de guradylýar, şeýle hem ýokary temperatura giňelmeginden soň giňeldilen grafit öndürilýär. Bu usul önümiň belli bir giňelme möçberine ýetip bilmegi şerti bilen wulkanizasiýany gazanmaýar, şeýlelik bilen möhürleýji materialyň deňeşdirme boýunça durnukly häsiýetine ýetilýär.
| Görnüş | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Brend | Emprenirlenen | Emprenirlenen | Emprenirlenen Fenol | Antimon uglerody (A) | |||||
| Dykyzlyk | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Syndyryş güýji | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Basyş güýji | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Gatylyk | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Gözeneklilik | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| Temperatura | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Silikon karbid mehaniki möhürler
Kremniý karbidi (SiC) şeýle hem karborundum diýlip hem atlandyrylýar, ol kwars çägesinden, nebit koksyndan (ýa-da kömür koksyndan), agaç böleklerinden (ýaşyl kremniý karbidini öndürmekde goşulmaly) we ş.m. ýasalýar. Kremniý karbidiniň tebigatda seýrek duş gelýän mineraly, tut agajy hem bar. Häzirki zaman C, N, B we beýleki oksidsiz ýokary tehnologiýaly odadawaç çig mallarda kremniý karbidi iň giňden ulanylýan we ykdysady taýdan netijeli materiallaryň biridir, ony altyn polat çäge ýa-da odadawaç çäge diýip atlandyryp bolýar. Häzirki wagtda Hytaýyň kremniý karbidiniň senagat önümçiligi gara kremniý karbidine we ýaşyl kremniý karbidine bölünýär, ikisi hem altyburçluk kristallar bolup, olaryň paýy 3,20 ~ 3,25 we mikrogatylygy 2840 ~ 3320kg/m².
Kremniý karbid önümleri dürli ulanylyş şertlerine görä köp görnüşlere bölünýär. Ol, adatça, has mehaniki usulda ulanylýar. Mysal üçin, kremniý karbidi gowy himiki korroziýa garşylygy, ýokary berkligi, ýokary gatylygy, gowy aşynma garşylygy, kiçi sürtülme koeffisiýenti we ýokary temperatura garşylygy sebäpli kremniý karbid mehaniki möhürlemek üçin ideal materialdyr.
SIC möhür halkalaryny statik halka, hereket edýän halka, tekiz halka we ş.m. bölüp bolýar. SiC kremniý müşderileriň ýörite talaplaryna laýyklykda dürli karbid önümlerine, mysal üçin, kremniý karbid aýlanýan halka, kremniý karbid hereketsiz oturgyç, kremniý karbid burç we ş.m. ýasalyp bilner. Şeýle hem, ol grafit materiallary bilen bilelikde ulanylyp bilner we onuň sürtülme koeffisiýenti alýumin keramika we berk erginden kiçi, şonuň üçin ony ýokary PV gymmatlygynda, esasanam güýçli kislota we güýçli alkali ýagdaýynda ulanyp bolýar.
SIC-iň sürtülmeginiň peselmegi ony mehaniki möhürlerde ulanmagyň esasy artykmaçlyklarynyň biridir. Şonuň üçin SIC beýleki materiallara garanyňda aşynma we ýyrtylmalara has gowy çydap bilýär we möhüriň ömrüni uzaldýar. Mundan başga-da, SIC-iň sürtülmeginiň peselmegi ýaglama zerurlygyny azaldýar. Ýaglamanyň ýetmezçiligi hapalanma we poslama mümkinçiligini azaldýar, netijeliligi we ygtybarlylygy ýokarlandyrýar.
SIC şeýle hem aşynmaga uly garşylyk görkezýär. Bu onuň zaýalanmazdan ýa-da döwülmezden üznüksiz ulanmaga çydamlydygyny görkezýär. Bu bolsa ony ýokary derejeli ygtybarlylygy we berkligi talap edýän ulanyşlar üçin ajaýyp materiala öwürýär.
Şeýle hem, möhüriň ömrüniň dowamynda birnäçe gezek täzelenmegi üçin ony gaýtadan örmek we jylamak mümkin. Ol, adatça, himiki taýdan gowy korroziýa garşylygy, ýokary berkligi, ýokary gatylygy, gowy aşynma garşylygy, kiçi sürtülme koeffisiýenti we ýokary temperatura garşylygy üçin has mehaniki usulda, meselem, mehaniki möhürlerde ulanylýar.
Mehaniki möhür ýüzleri üçin ulanylanda, kremniý karbidi turbinalar, kompressorlar we merkezden gaçyryjy nasoslar ýaly aýlanýan enjamlaryň işiniň gowulanmagyna, möhüriň ömrüniň uzaldylmagyna, tehniki hyzmat çykdajylarynyň azalmagyna we işleýiş çykdajylarynyň azalmagyna getirýär. Kremniý karbidi, nähili öndürilendigine baglylykda dürli häsiýetlere eýe bolup biler. Reaksiýa arkaly baglanyşykly kremniý karbidi kremniý karbidiniň bölejiklerini reaksiýa prosesinde biri-birine birikdirmek arkaly emele gelýär.
Bu proses materialyň fiziki we termal häsiýetleriniň köpüsine düýpli täsir etmeýär, ýöne materialyň himiki garşylygyny çäklendirýär. Kynçylyk döredýän iň köp duş gelýän himiki maddalar kaustikler (we beýleki ýokary pH himiki maddalar) we güýçli kislotalardyr, şonuň üçin reaksiýa arkaly baglanyşykly kremniý karbidi bu ulanylyşlarda ulanylmaly däldir.
Reaksiýa arkaly infiltrasiýa edildikremniý karbidi. Şeýle materialda asyl SIC materialynyň gözenekleri metal kremniýi ýakmak arkaly infiltrasiýa prosesinde doldurylýar, şeýlelik bilen ikinji derejeli SiC peýda bolýar we material ajaýyp mehaniki häsiýetlere eýe bolýar we aşynmaga çydamly bolýar. Minimal kiçelmegi sebäpli, ony ýakyn çydamlylykly uly we çylşyrymly bölekleriň önümçiliginde ulanyp bolýar. Şeýle-de bolsa, kremniýiň mukdary iň ýokary iş temperaturasyny 1350 °C bilen çäklendirýär, himiki garşylyk hem pH 10 töweregi bilen çäklendirilýär. Material agressiw aşyndyryjy gurşawlarda ulanmak üçin maslahat berilmeýär.
Sinterlenenkremniý karbidi, materialyň dänejikleriniň arasynda berk baglanyşyklar emele getirmek üçin öňünden basylan örän inçe SIC granulýatyny 2000 °C temperaturada bişirmek arkaly alynýar.
Ilki bilen, tor galyňlaşýar, soňra gözeneklilik peselýär we ahyrsoňy dänejikleriň arasyndaky baglanyşyklar sinýär. Şeýle gaýtadan işlemegiň prosesinde önümiň ep-esli kiçelmegi bolýar - takmynan 20%.
SSIC möhür halkasy ähli himiki maddalara çydamlydyr. Onuň düzüminde metal kremniý ýoklugy sebäpli, onuň berkligine täsir etmezden 1600C çenli temperaturada ulanylyp bilner.
| emläkler | R-SiC | S-SiC |
| Gözeneklilik (%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
| Dykyzlyk (g/sm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Gatylyk | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Elastik Modul (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC mukdary (%) | ≥85% | ≥99% |
| Si Mazmuny (%) | ≤15% | 0.10% |
| Egilme güýji (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Basyş güýji (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Ýylylyk giňelme koeffisiýenti (1/℃) | 4.5×10-6 | 4.3×10-6 |
| Atmosferada ýylylyga garşylyk (℃) | 1300 | 1600 |
TC mehaniki möhüri
TC materiallary ýokary berklik, berklik, aşynma garşylygy we korroziýa garşylygy aýratynlyklaryna eýedir. Ol "Senagat dişi" diýlip atlandyrylýar. Ýokary öndürijiligi sebäpli harby senagatda, awiakosmosda, mehaniki gaýtadan işlemekde, metallurgiýada, nebit burawlamakda, elektron aragatnaşykda, binagärlikde we beýleki ugurlarda giňden ulanylýar. Mysal üçin, nasoslarda, kompressorlarda we garyşdyryjylarda volfram karbid halkasy mehaniki möhür hökmünde ulanylýar. Gowy aşynma garşylygy we ýokary berkligi ony ýokary temperatura, sürtülme we korroziýa bolan aşynma garşylykly bölekleri öndürmek üçin amatly edýär.
Himiki düzümine we ulanylyş aýratynlyklaryna görä, TC dört kategoriýa bölünip bilner: volfram kobalty (YG), volfram-titan (YT), volfram titan tantal (YW) we titan karbidi (YN).
Volfram kobalt (YG) gaty garyndysy WC we Co-dan ybarat. Ol çoýun, reňkli metallar we metal däl materiallar ýaly döwülýän materiallary gaýtadan işlemek üçin amatlydyr.
Stellit (YT) WC, TiC we Co-dan ybarat. TiC-niň garyndysyna goşulmagy sebäpli onuň aşynma garşylygy ýokarlanýar, ýöne egilme güýji, üwşürme öndürijiligi we ýylylyk geçirijiligi peseldi. Pes temperaturada döwülmegi sebäpli, ol diňe ýokary tizlikli umumy materiallary kesmek üçin amatlydyr we döwülýän materiallary gaýtadan işlemek üçin däl.
Tungsten titan tantal (niobium) kobalt (YW) ýokary temperatura berkligini, berkligini we aşynma garşylygyny ýokarlandyrmak üçin degişli mukdarda tantal karbidi ýa-da niobium karbidi arkaly garyndy goşulýar. Şol bir wagtyň özünde, berklik has gowy toplumlaýyn kesiş öndürijiligi bilen hem ýokarlanýar. Ol esasan berk kesiş materiallary we aralyk kesiş üçin ulanylýar.
Kömürleşdirilen titan esas klasy (YN) TiC, nikel we molibdenden ybarat gaty fazasy bolan berk garyndydyr. Onuň artykmaçlyklary ýokary berklik, baglanyşmazlyk ukyby, ýarym aýlyk aşynmazlyk we oksidlenmemezlik ukybydyr. 1000 gradusdan ýokary temperaturada hem ony gaýtadan işläp bolýar. Ol garyndyly polat we söndüriji polaty üznüksiz işläp taýýarlamak üçin ulanylýar.
| model | Nikeliň mukdary (agram %) | dykyzlyk (g/sm²) | gatylyk (HRA) | egilme güýji (≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88.5-91.0 | 1800-nji ýyl |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87.5-90.0 | 2000-nji ýyl |
| model | kobaltyň mukdary (agram %) | dykyzlyk (g/sm²) | gatylyk (HRA) | egilme güýji (≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89.5-91.0 | 1800-nji ýyl |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88.0-90.5 | 1980-nji ýyl |
| 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 |