專利名稱：模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封環(huán)，特別是涉及一種模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的石墨密封環(huán)主要是采用熱壓石墨工藝，即將石墨粉和樹脂配好后的粉料在180°C的硫化機內(nèi)用各種型號的模具固化一定時間后再壓制而成。雖然熱壓石墨密封環(huán)在常溫下已可滿足使用要求，但是在溫度高于80°C以上或者有腐蝕介質(zhì)的情況下使用時便會產(chǎn)生變形或較快的腐蝕，且磨損也較快，從而使熱壓石墨密封環(huán)很難在許多具有惡劣工況條件下使用，特別是在汽車水泵和柴油機冷卻泵中使用時，因易變形、磨損快、不耐腐蝕而容易造成漏水，從而導(dǎo)致發(fā)動機損壞而使水泵或冷卻泵無法正常工作情況發(fā)生。因此現(xiàn)有技術(shù)石墨密封環(huán)的存在使用溫度低(一般是指80°C以下)、易變形、磨損快、不 耐腐蝕及使用壽命較短的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫、不易變形、耐磨損、耐腐蝕、及使用壽命較長的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)。本發(fā)明解決以上問題所用的技術(shù)方案是提供一種具有以下組分的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)，它由以下重量百分比的組分組成煤浙青509^92%，石墨粉39^40%，碳黑1% 10%。作為優(yōu)選，所述的重量百分比的組分組成為煤浙青799^92%，石墨粉3% 15%，碳
黑1% 8%。本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制造方法，它包括以下步驟
1)將煤浙青、石墨粉和碳黑按權(quán)利要求I中所述的重量比例稱量、攪拌均勻，所述的煤浙青和碳黑均為粉料；
2)將乙醇與步驟I)中制得混料按體積比為0.05、.3 I加入捏合機捏合成顆粒料，捏合時間為I 5hr，捏合溫度為12(T220°C ；
3)將步驟2)中制得的顆粒料進(jìn)行冷卻，隨后將冷卻后的顆粒料粉碎成粉料，并將粉料過篩，所述的篩為40 120目；
4)將步驟3)中過篩后的粉料放入模具中成型，成型時的壓力為5(T200Mpa/cm，溫度為150 250°C，保壓時間為3(T300s ；
5)將步驟4)中成型后的坯料放入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為110(T220(TC，保溫時間為0. 2 4hr ；
6)將步驟5)中燒結(jié)后的坯料放入真空浸潰爐中浸潰處理，浸潰的介質(zhì)為樹脂，浸潰時的溫度為2(T140°C，浸潰次數(shù)為I 4次，每次的浸潰時間為l 10hr ；
7)將步驟6)中浸潰好的坯料用鋸末或其它方法擦洗干凈，再用水沖洗后晾干或低溫烘干，所述的低溫是指溫度50°C及以下；8)將步驟7)處理完成的坯料放入到固化罐中進(jìn)行固化處理，并同時進(jìn)行加壓保護(hù)，力口壓的壓力為0. 2 2MPa，固化溫度為13(T240°C，固化時間為10 30 hr。采用上述組成成份和制造方法制成的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，通過煤浙青高溫?zé)Y(jié)時的碳化和真空浸潰處理，從而填補了密封環(huán)的氣孔，提高了密封環(huán)的密度和強度，使得模壓燒結(jié)密封環(huán)在實際使用過程中的表面溫度從原來的< 100°c提高至250°C， 則模壓燒結(jié)密封環(huán)的密封面不易起泡或變形，保證了密封效果；而煤浙青高溫?zé)Y(jié)時的碳化改善了密封環(huán)的自潤滑性，同時也提高了密封環(huán)的硬度，并使其具有較好的耐腐蝕性和良好的干摩擦性能，比現(xiàn)有技術(shù)密封環(huán)的使用壽命提高了兩倍以上。作為優(yōu)選，所述的步驟2)中所述的體積比為0.08、. 2 1，所述的捏合溫度為125 200。。。作為優(yōu)選，所述的乙醇為無水乙醇。所述的步驟3)中所述的篩為6(T120目。作為優(yōu)選，所述的步驟4)中所述的成型時的壓力為10(T200Mpa/cm，所述的溫度為165 240°C，所述的保壓時間為4(T280s。作為優(yōu)選，所述的步驟5)中所述的燒結(jié)溫度為110(T200(TC，所述的保溫時間為0.5 3hr。作為優(yōu)選，所述的步驟6)中所述的浸潰時的溫度為25 120°C，所述的浸潰次數(shù)為r3次，所述的每次的浸潰時間為2 10hr。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施方式
，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實施例一
一種模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制造方法，它包括以下步驟
1)將煤浙青、石墨粉和碳黑按煤浙青為65%、石墨粉為25%、碳黑為10%的重量比例稱量、攪拌均勻，所述的煤浙青和碳黑均為粉料；
2)將乙醇與步驟I)中制得混料按體積比為0.08 I加入捏合機捏合成顆粒料，捏合時間為l 5hr，捏合溫度為120°C，所述的乙醇為無水乙醇；
3)將步驟2)中制得的顆粒料進(jìn)行冷卻，放在自然環(huán)境下冷卻，一般冷卻到室溫即可，隨后將冷卻后的顆粒料粉碎成粉料，并將粉料過篩，所述的篩為60目；
4)將步驟3)中過篩后的粉料放入模具中成型，成型時的壓力為lOOMpa/cm，溫度為165°C，即液壓機溫度為165°C，保壓時間為280s ；
5)將步驟4)中成型后的坯料放入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100°C，保溫時間為
3hr ；
6)將步驟5)中燒結(jié)后的坯料放入真空浸潰爐中浸潰處理，浸潰的介質(zhì)為樹脂，浸潰時的溫度為20°C，浸潰次數(shù)為3次，每次的浸潰時間為IOhr ；
7)將步驟6)中浸潰好的坯料用鋸末，再用水沖洗后晾干；
8)將步驟7)處理完成的坯料放入到固化罐中進(jìn)行固化處理，并同時進(jìn)行加壓保護(hù)，力口壓的壓力為0. 2MPa，固化溫度為130°C，固化時間為30 hr ;并最后清洗密封環(huán)表面，并將環(huán)體表面研磨加工后檢驗入庫。制得密封環(huán)的技術(shù)性能指標(biāo)為密度I. 76g/cm3,肖氏硬度HS86，抗折強度59MPa。實施例二
一種模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制造方法，它包括以下步驟
1)將煤浙青、石墨粉和碳黑按煤浙青為80%、石墨粉為15%、碳黑為5%的重量比例稱量、攪拌均勻，所述的煤浙青和碳黑均為粉料；
2)將乙醇與步驟I)中制得混料按體積比為0.1 I加入捏合機捏合成顆粒料，捏合時間為l 5hr，捏合溫度為170°C ;
3)將步驟2)中制得的顆粒料進(jìn)行冷卻，放在自然環(huán)境下冷卻，一般冷卻到室溫即可，隨 后將冷卻后的顆粒料粉碎成粉料，并將粉料過篩，所述的篩為90目；
4)將步驟3)中過篩后的粉料放入模具中成型，成型時的壓力為150Mpa/cm，溫度為200°C，保壓時間為160s ；
5)將步驟4)中成型后的坯料放入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時間為
2.5hr ；
6)將步驟5)中燒結(jié)后的坯料放入真空浸潰爐中浸潰處理，浸潰的介質(zhì)為樹脂，浸潰時的溫度為75°C，浸潰次數(shù)為2次，每次的浸潰時間為6hr ；
7)將步驟6)中浸潰好的坯料用鋸末，再用水沖洗后晾干；
8)將步驟7)處理完成的坯料放入到固化罐中進(jìn)行固化處理，并同時進(jìn)行加壓保護(hù)，力口壓的壓力為IMPa，固化溫度為180°C，固化時間為20 hr ;并最后清洗密封環(huán)表面，并將環(huán)體表面研磨加工后檢驗入庫。制得密封環(huán)的技術(shù)性能指標(biāo)為密度I. 78g/cm3,肖氏硬度HS88，抗折強度60MPa。實施例三
一種模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制造方法，它包括以下步驟
1)將煤浙青、石墨粉和碳黑按煤浙青為92%、石墨粉為7%、碳黑為1%的重量比例稱量、攪拌均勻，所述的煤浙青和碳黑均為粉料；
2)將乙醇與步驟I)中制得混料按體積比為0.2 I加入捏合機捏合成顆粒料，捏合時間為l 5hr，捏合溫度為200°C ；
3)將步驟2)中制得的顆粒料進(jìn)行冷卻，放在自然環(huán)境下冷卻，一般冷卻到室溫即可，隨后將冷卻后的顆粒料粉碎成粉料，并將粉料過篩，所述的篩為120目；
4)將步驟3)中過篩后的粉料放入模具中成型，成型時的壓力為200Mpa/cm，溫度為240°C，保壓時間為40s ；
5)將步驟4)中成型后的坯料放入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2000°C，保溫時間為0. 5hr ；
6)將步驟5)中燒結(jié)后的坯料放入真空浸潰爐中浸潰處理，浸潰的介質(zhì)為樹脂，浸潰時的溫度為120°C，浸潰次數(shù)為I次，每次的浸潰時間為2hr ；
7)將步驟6)中浸潰好的坯料用鋸末，再用水沖洗后晾干；
8)將步驟7)處理完成的坯料放入到固化罐中進(jìn)行固化處理，并同時進(jìn)行加壓保護(hù)，力口壓的壓力為2MPa，固化溫度為240°C，固化時間為10 hr ;并最后清洗密封環(huán)表面，并將環(huán)體表面研磨加工后檢驗入庫。
制得密封環(huán)的技術(shù)性能指標(biāo)為密度I. 81g/cm3,肖氏硬度HS90，抗折強度58. 5MPa0上述實施例中所涉及的設(shè)備均為現(xiàn)有技術(shù)市售的常規(guī)設(shè)備。
以上實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明不僅限于以上實施例還允許有其它組分比例和參數(shù)的變化，凡在本發(fā)明獨立權(quán)要求范圍內(nèi)變化的，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)，其特征在于它由以下重量百分比的組分組成煤浙青50% 92%，石墨粉3% 40%，碳黑1% 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)，其特征在于所述的重量百分比的組分組成為煤浙青65% 92%，石墨粉7% 25%，碳黑1% 10%。
3.—種權(quán)利要求I所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于它包括以下步驟I)將煤浙青、石墨粉和碳黑按權(quán)利要求I中所述的重量比例稱量、攪拌均勻，所述的煤浙青和碳黑均為粉料； 2)將乙醇與步驟I)中制得混料按體積比為0.05、.3 I加入捏合機捏合成顆粒料，捏合時間為I 5hr，捏合溫度為12(T220°C ； 3)將步驟2)中制得的顆粒料進(jìn)行冷卻，隨后將冷卻后的顆粒料粉碎成粉料，并將粉料過篩，所述的篩為40 120目；· 4)將步驟3)中過篩后的粉料放入模具中成型，成型時的壓力為5(T200Mpa/cm，溫度為150 250°C，保壓時間為3(T300s ； 5)將步驟4)中成型后的坯料放入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為110(T220(TC，保溫時間為0. 2 4hr ； 6)將步驟5)中燒結(jié)后的坯料放入真空浸潰爐中浸潰處理，浸潰的介質(zhì)為樹脂，浸潰時的溫度為2(T140°C，浸潰次數(shù)為I 4次，每次的浸潰時間為l 10hr ； 7)將步驟6)中浸潰好的坯料用鋸末或其它方法擦洗干凈，再用水沖洗后晾干或低溫烘干，所述的低溫是指溫度50°C及以下； 8)將步驟7)處理完成的坯料放入到固化罐中進(jìn)行固化處理，并同時進(jìn)行加壓保護(hù)，力口壓的壓力為0. 2 2MPa，固化溫度為13(T240°C，固化時間為10 30 hr。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于所述的步驟2)中所述的體積比為0.08、. 2 1，所述的捏合溫度為125 200°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于所述的乙醇為無水乙醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于所述的步驟3)中所述的篩為6(T120目。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于所述的步驟4)中所述的成型時的壓力為10(T200Mpa/cm，所述的溫度為165 240°C，所述的保壓時間為4(T280s。1
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于所述的步驟5)中所述的燒結(jié)溫度為110(T200(TC，所述的保溫時間為0.5 3hr。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，其特征在于所述的步驟6)中所述的浸潰時的溫度為25 120°C，所述的浸潰次數(shù)為廣3次，所述的每次的浸潰時間為2 IOhr。
全文摘要
一種模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)，它由以下重量百分比的組分組成煤瀝青50%~92%，石墨粉3%~40%，碳黑1%~10%；及模壓燒結(jié)石墨密封環(huán)的制備方法，它包括以下步驟1)配料；2)造粒；3)粉碎；4)成型；5)燒結(jié)；6)浸漬；7)擦洗并烘干；8)固化處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，通過煤瀝青高溫?zé)Y(jié)時的碳化和真空浸漬處理，從而填補了密封環(huán)的氣孔，提高了密封環(huán)的密度和強度，使得模壓燒結(jié)密封環(huán)在實際使用過程中的表面溫度從原來的＜100℃提高至250℃，則模壓燒結(jié)密封環(huán)的密封面不易起泡或變形，保證了密封效果；而煤瀝青高溫?zé)Y(jié)時的碳化改善了密封環(huán)的自潤滑性，同時也提高了密封環(huán)的硬度，并使其具有較好的耐腐蝕性和良好的干摩擦性能，比現(xiàn)有技術(shù)密封環(huán)的使用壽命提高了兩倍以上。
文檔編號C04B35/532GK102745991SQ201210210769
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者勵永平, 李友寶 申請人:寧波東聯(lián)密封件有限公司