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標題: 碳化硅軸承應用技術 [打印本頁]

作者: 伊凡 時間: 2008-1-9 11:01
標題: 碳化硅軸承應用技術
碳化硅軸承應用技術

時間：2007-09-21 07:00 來源：天天軸承網

碳化硅陶瓷作為現代工程陶瓷之一，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、摩擦系數小、導熱系數高、熱膨脹系數低等特點，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秀的材料，尤以無壓燒結SiC和熱壓燒結SiC的性能最佳。

目前，國內生產的無壓燒結SsiC主要性能指標已接近國外同類產品的水平。雖然熱壓燒結SiC的性能為最佳，但制造成本昂貴，尚未大量應用。利用SiC的優良特性，廣泛應用在屏蔽電泵和磁力泵領域。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，軸承、軸承套、推力盤均采用無壓燒結SSiC材料。2002年開始應用于產品，取得了良好業績。2003年初，在原有的成果基礎上，進行了改進：

1.改進軸承套扭距傳動結構，解決了軸承套端部開口造成的應力集中，提高了可靠性。

2.增設了彈性自動補償套，能自動補償徑向因溫升導致的材質膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內正常運行。

3.獨特的推力盤結構，更具有可靠性。

碳化硅作為屏蔽電泵軸承時，因其具熱膨脹系數小、材料較脆、容易破裂等特點所帶來的問題需要解決。

碳化硅熱膨脹系數是不銹鋼的1/4，當介質的溫度較高時，與同其配合不銹鋼件產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，受到沖擊力作用時容易碎裂，特別是棱角之處。

彈性系數是不銹鋼的1/50，機械性較脆，易破損。熱膨脹系數是不銹鋼的1/4,與其(不銹鋼)配合時應注意。

結構方面存在的問題

如果液溫100(℃)的泵上采用直徑d=50(mm)轉子軸(不銹鋼)，將出現下述問題：軸套和轉子軸之間的間隙將達到0.052mm，即軸套和轉子軸之間間隙比常溫時(20℃)縮小0.052mm。要取得常溫時的間隙，軸套和轉子軸之間間隙變大。所以,常溫運轉時軸套容易破損,再用于高溫液時就更容易出現故障。

通過不斷的改進和完善，解決了軸承套端部開口造成的應力集中，提高了可靠性，增設了彈性自動補償套，能自動補償徑向因溫升導致的材質膨脹差異，使碳化硅軸承在屏蔽電泵上獲得成功應用，泵能在0℃—250℃溫度范圍內正常運行。碳化硅軸承在我公司的基本型PB、逆循環型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等屏蔽電泵產品中已全面獲得實際應用。使用功率在0.75－75Kw，溫度范圍為0℃—250℃，主要應用工況為：a.要求長壽命，b.介質有超強的化學腐蝕性，c.密度低、易汽化介質，d.溫度高，e.介質中有微量細小軟質顆粒，f.介質不允許有摩擦副磨損下來的粉末混入，例如純凈水行業、或有高純度要求的工況等。

SiC軸承特點：

1.軸承采用無壓燒結晶體SiC，牌號：SSiC，純度：≥99.5%。

2.獨特的結構，能自動補償徑向因溫升導致的材質膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內正常運行。

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

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(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內經高溫冶煉而成。目前我國工業生產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,石油焦和優質硅石為主要原料，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質硅石為主要原料，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.性質
碳化硅的硬度很大，具有優良的導熱和導電性能，高溫時能抗氧化。
3.用途
(1)作為磨料，可用來做磨具，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。
碳化硅主要有四大應用領域,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, 不能算高新技術產品,而技術含量極高的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。
(3)高純度的單晶，可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。
4.產地、輸往國別及品質規格
(1)產地：青海、寧夏、河南、四川、貴州等地。
(2)輸往國別：美國、日本、韓國、及某些歐洲國家。
(3)品質規格：
①磨料級碳化硅技術條件按GB/T2480—96。

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

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