技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封件，具體地，涉及一種抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件的制備方法。
背景技術(shù)：
：泵密封件是泵中的重要組成部分，主要起到密封的作用。由于泵的特殊性，密封件不僅要有優(yōu)異的密封性能，同時還要求優(yōu)異的力學(xué)性能。除了一般的泵，還涉及化工泵，化工泵(不銹鋼材質(zhì))廣泛用于石油、化工、冶金、合成纖維、制藥、食品、合成纖維等部門用于輸送腐蝕介質(zhì)，在這種泵中，密封件還需要具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，目前現(xiàn)有的泵密封件難以同時具有良好的力學(xué)性能、耐腐蝕性和耐磨損性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件的制備方法，通過該方法制得的碳化硅密封件具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能能，并且該制備方法工序簡單，原料易得。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件的制備方法，包括：1）將碳化硅、增塑劑、水溶性樹脂、脫模劑、五氧化二鉭、白榴石粉末、石墨烯與18-冠醚-6混合以制得混合料；2）將混合料與水混合，接著進(jìn)行噴霧造粒以制得霧化料；3）將霧化料置于密封件模具中進(jìn)行壓制以制得密封件坯，接著進(jìn)行第一次焙燒、冷卻以制得半成品密封件，然后將半成品密封件進(jìn)行第二次焙燒、冷卻以制得抗腐蝕耐磨損燒結(jié)碳化硅密封件；其中，霧化料的含水量為1.0-1.2重量%，第一次焙燒至少滿足以下條件：焙燒溫度為145-170℃，焙燒時間為3-5h，第二次焙燒至少滿足以下條件：焙燒溫度為1800-2500℃，焙燒時間為16-20h。本發(fā)明還提供了一種抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件，其特征在于，該抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件通過上述的方法制備而得。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的制備方法通過各步驟以及各原料之間的協(xié)同作用使得制得的碳化硅密封件具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能能，并且該制備方法工序簡單，原料易得。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件的制備方法，包括：1）將碳化硅、增塑劑、水溶性樹脂、脫模劑、五氧化二鉭、白榴石粉末、石墨烯與18-冠醚-6混合以制得混合料；2）將混合料與水混合，接著進(jìn)行噴霧造粒以制得霧化料；3）將霧化料置于密封件模具中進(jìn)行壓制以制得密封件坯，接著進(jìn)行第一次焙燒、冷卻以制得半成品密封件，然后將半成品密封件進(jìn)行第二次焙燒、冷卻以制得抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件；其中，霧化料的含水量為1.0-1.2重量%，第一次焙燒至少滿足以下條件：焙燒溫度為145-170℃，焙燒時間為3-5h，第二次焙燒至少滿足以下條件：焙燒溫度為1800-2500℃，焙燒時間為16-20h。在本發(fā)明的步驟1）中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1）中，相對于75-92重量份的所述碳化硅，所述增塑劑的用量為2-3重量份，所述水溶性樹脂的用量為4-5重量份，所述脫模劑的用量為5-8重量份，所述五氧化二鉭的用量為1-1.8重量份，所述白榴石粉末的用量為9-12重量份，所述石墨烯的用量為1.8-2.5重量份，所述18-冠醚-6的用量為10-15重量份。在本發(fā)明的步驟1）中，混合方式可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得物料之間混合的更加均勻進(jìn)而使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1）中，優(yōu)選地，在步驟1）中，混合通過攪拌的方式進(jìn)行，并且攪拌的轉(zhuǎn)速為40-60r/min，攪拌的時間為15-30h；在本發(fā)明的步驟1）中，碳化硅的粒徑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1）中，碳化硅的粒徑為2-3μm。在本發(fā)明的步驟1）中，水溶性樹脂的重均分子量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，水溶性樹脂的重均分子量為4000-8500。在本發(fā)明的步驟1）中，增塑劑的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1）中，增塑劑選自磷酸酯類化合物、多元醇酯類化合物、苯二甲酸酯類化合物和檸檬酸酯類化合物中的一種或多種。在本發(fā)明的步驟1）中，水溶性樹脂的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，水溶性樹脂選自聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛樹脂、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸和聚氨基甲酸酯中的一種或多種。在本發(fā)明的步驟1）中，脫模劑的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，脫模劑選自硅油、滑石粉、白粘土、石蠟、云母和聚乙烯蠟的一種或多種。在本發(fā)明的步驟2）中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2）中，混合料與水的重量比為100：140-150。在本發(fā)明的步驟2）中，噴霧造粒的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2）中，噴霧造粒至少滿足以下條件：進(jìn)口溫度為200-240℃，出口溫度為80-100℃；并且，出口后的產(chǎn)物通過兩層篩網(wǎng)進(jìn)行篩取，上層篩的目數(shù)為80-100目，下層篩的目數(shù)為210-230目，取兩層篩中間的顆粒為霧化料。在本發(fā)明的步驟3）中，壓制的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟3）中，壓制至少滿足以下條件：壓制壓力為245-275MPa，壓制時間為65-85min。在本發(fā)明的步驟3）中，第一次冷卻的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟3）中，半成品密封件成型前的冷卻為自然冷卻且半成品密封件的溫度為15-35℃。在本發(fā)明的步驟3）中，第二次冷卻的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的碳化硅密封件具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟3）中，第二次焙燒之后的冷卻為自然冷卻且冷卻的時間為20-24h。本發(fā)明還提供了一種抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件，其特征在于，該抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件通過上述的方法制備而得。以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例11）將粒徑為2.5μm的碳化硅、增塑劑（磷酸三甲酯）、重均分子量為5000的水溶性樹脂（聚乙烯醇）、脫模劑（硅油）、五氧化二鉭、白榴石粉末、石墨烯與18-冠醚-6按照88：2.5：3.5：5：1.4：10：1.9：13的重量比添料，接著按照50r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20h以制得混合料；2）將混合料與水按照100：145的重量比混合，接著進(jìn)行噴霧造粒（進(jìn)口溫度為220℃，出口溫度為90℃；并且，出口后的產(chǎn)物通過兩層篩網(wǎng)進(jìn)行篩取，上層篩的目數(shù)為90目，下層篩的目數(shù)為220目，最后取兩層篩中間的顆粒）以制得霧化料（含水量為1.4重量%）；3）將霧化料置于密封件模具中于240MPa下進(jìn)行壓制70min以制得密封件坯，接著于180℃下第一次焙燒3h、自然冷卻至25℃以制得半成品密封件，然后將半成品密封件于2230℃第二次焙燒12h、自然冷卻22h以制得抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件A1。實(shí)施例21）將粒徑為2μm的碳化硅、增塑劑（三醋酸甘油酯）、重均分子量為3000的水溶性樹脂（三聚氰胺甲醛樹脂）、脫模劑（滑石粉）、五氧化二鉭、白榴石粉末、石墨烯與18-冠醚-6按照85：2：3：4：1：8：1.7：11的重量比添料，接著按照40r/min的轉(zhuǎn)速攪拌15h以制得混合料；2）將混合料與水按照100：140的重量比混合，接著進(jìn)行噴霧造粒（進(jìn)口溫度為200℃，出口溫度為80℃；并且，出口后的產(chǎn)物通過兩層篩網(wǎng)進(jìn)行篩取，上層篩的目數(shù)為80目，下層篩的目數(shù)為210目，最后取兩層篩中間的顆粒）以制得霧化料（含水量為1.2重量%）；3）將霧化料置于密封件模具中于225MPa下進(jìn)行壓制60min以制得密封件坯，接著依次于160℃下第一次焙燒2h、自然冷卻至15℃以制得半成品密封件，然后將半成品密封件于2200℃第二次焙燒9h、自然冷卻20h以抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件A2。實(shí)施例31）將粒徑為3μm的碳化硅、增塑劑（檸檬酸三乙酯）、重均分子量為8000的水溶性樹脂（聚氨基甲酸酯）、脫模劑（聚乙烯蠟）、五氧化二鉭、白榴石粉末、石墨烯與18-冠醚-6按照90：3：4：7：1.6：11：2.1：16的重量比添料，接著按照60r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30h以制得混合料；2）將混合料與水按照100：150的重量比混合，接著進(jìn)行噴霧造粒（進(jìn)口溫度為240℃，出口溫度為100℃；并且，出口后的產(chǎn)物通過兩層篩網(wǎng)進(jìn)行篩取，上層篩的目數(shù)為100目，下層篩的目數(shù)為230目，最后取兩層篩中間的顆粒）以制得霧化料（含水量為1.5重量%）；3）將霧化料置于密封件模具中于250MPa下進(jìn)行壓制80min以制得密封件坯，接著依次于190℃下第一次焙燒4h、自然冷卻至35℃以制得半成品密封件，然后將半成品密封件于2250℃第二次焙燒15h、自然冷卻24h以抗腐蝕耐磨損碳化硅密封件A3。對比例1按照實(shí)施例的方法進(jìn)行制得密封件B1，所不同的是，步驟1）中，未使用五氧化二鉭。對比例2按照實(shí)施例的方法進(jìn)行制得密封件B2，所不同的是，步驟1）中，未使用白榴石粉末。對比例3按照實(shí)施例的方法進(jìn)行制得密封件B3，所不同的是，步驟1）中，未使用石墨烯。對比例4按照實(shí)施例的方法進(jìn)行制得密封件B4，所不同的是，步驟1）中，未使用18-冠醚-6。對比例5按照實(shí)施例的方法進(jìn)行制得密封件B5，所不同的是，步驟2）中未進(jìn)行噴霧造粒，而是采用擠出冷切造粒的方式。對比例6按照實(shí)施例的方法進(jìn)行制得密封件B6，所不同的是，步驟2）中未進(jìn)行第一次焙燒。檢測例1檢測上述密封件的莫式硬度、抗壓強(qiáng)度（GPa）、抗彎強(qiáng)度（MPa）、以及斷裂韌性（MPa·m1/2），具體結(jié)果見表1。另外，將上述密封件分別置于pH為2.0的酸液中浸泡30天，接著置于pH為14的堿液中浸泡30天，然后檢測密封件的重量的變化率Δm（重量%），其中，。表1莫式硬度抗壓強(qiáng)度（GPa）抗彎強(qiáng)度（MPa）Δm（重量%）A19.65.0578-0.02A29.54.9581-0.01A39.45.1579-0.03B19.24.0500-0.81B29.04.1513-0.74B39.33.9509-0.73B49.14.2510-0.71B59.24.1512-0.66B68.93.9495-0.89通過上表中的抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、以及斷裂韌性可以看出，本發(fā)明提供的密封件具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度，同時通過莫式硬度可以看出本發(fā)明提供的密封件具有優(yōu)異的耐磨性。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3