Siġilli mekkaniċigħandhom rwol importanti ħafna biex jevitaw it-tnixxija għal ħafna industriji differenti. Fl-industrija marittima hemmsiġilli mekkaniċi tal-pompa, siġilli mekkaniċi tax-xaft li jdur. U fl-industrija taż-żejt u l-gass hemmsiġilli mekkaniċi tal-iskartoċċ,siġilli mekkaniċi maqsuma jew siġilli mekkaniċi tal-gass niexef. Fl-industriji tal-karozzi hemm siġilli mekkaniċi tal-ilma. U fl-industrija kimika hemm siġilli mekkaniċi tat-taħlit (siġilli mekkaniċi tal-aġitatur) u siġilli mekkaniċi tal-kompressur.
Jiddependi fuq kundizzjonijiet ta' użu differenti, jeħtieġ is-soluzzjoni tas-siġillar mekkaniku b'materjal differenti. Hemm ħafna tipi ta' materjal użat fil-siġilli mekkaniċi tax-xaft bħal siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika, siġilli mekkaniċi tal-karbonju, siġilli mekkaniċi tal-karbur tas-silikon,Siġilli mekkaniċi SSIC uSiġilli mekkaniċi TC.
Siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika
Is-siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika huma komponenti kritiċi f'diversi applikazzjonijiet industrijali, iddisinjati biex jipprevjenu t-tnixxija ta' fluwidi bejn żewġ uċuħ, bħal xaft li jdur u kisi wieqaf. Dawn is-siġilli huma apprezzati ħafna għar-reżistenza eċċezzjonali tagħhom għall-użu, ir-reżistenza għall-korrużjoni, u l-abbiltà li jifilħu temperaturi estremi.
Ir-rwol primarju tas-siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika huwa li jżommu l-integrità tat-tagħmir billi jipprevjenu t-telf ta' fluwidu jew il-kontaminazzjoni. Jintużaw f'bosta industriji, inkluż iż-żejt u l-gass, l-ipproċessar kimiku, it-trattament tal-ilma, il-farmaċewtiċi, u l-ipproċessar tal-ikel. L-użu mifrux ta' dawn is-siġilli jista' jiġi attribwit għall-kostruzzjoni durabbli tagħhom; huma magħmula minn materjali taċ-ċeramika avvanzati li joffru karatteristiċi ta' prestazzjoni superjuri meta mqabbla ma' materjali oħra tas-siġill.
Is-siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika jikkonsistu minn żewġ komponenti ewlenin: wieħed huwa wiċċ mekkaniku stazzjonarju (ġeneralment magħmul minn materjal taċ-ċeramika), u ieħor huwa wiċċ mekkaniku rotatorju (komunement mibni minn grafit tal-karbonju). L-azzjoni tas-siġillar isseħħ meta ż-żewġ uċuħ jiġu ppressati flimkien bl-użu ta' forza tar-rebbiegħa, u b'hekk tinħoloq barriera effettiva kontra t-tnixxija tal-fluwidu. Hekk kif it-tagħmir jopera, il-film lubrikanti bejn l-uċuħ tas-siġillar inaqqas il-frizzjoni u l-użu filwaqt li jżomm siġill issikkat.
Fattur kruċjali wieħed li jiddistingwi s-siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika minn tipi oħra huwa r-reżistenza eċċellenti tagħhom għall-użu. Il-materjali taċ-ċeramika għandhom proprjetajiet ta’ ebusija eċċellenti li jippermettulhom jifilħu kundizzjonijiet abrażivi mingħajr ħsara sinifikanti. Dan jirriżulta f’siġilli li jdumu aktar u li jeħtieġu sostituzzjoni jew manutenzjoni inqas frekwenti minn dawk magħmula minn materjali aktar rotob.
Minbarra r-reżistenza għall-użu, iċ-ċeramika turi wkoll stabbiltà termali eċċezzjonali. Jistgħu jifilħu temperaturi għoljin mingħajr ma jesperjenzaw degradazzjoni jew jitilfu l-effiċjenza tas-siġillar tagħhom. Dan jagħmilhom adattati għall-użu f'applikazzjonijiet ta' temperatura għolja fejn materjali oħra tas-siġillar jistgħu jfallu qabel iż-żmien.
Fl-aħħar nett, is-siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika joffru kompatibilità kimika eċċellenti, b'reżistenza għal diversi sustanzi korrużivi. Dan jagħmilhom għażla attraenti għal industriji li jittrattaw b'mod regolari kimiċi ħarxa u fluwidi aggressivi.
Is-siġilli mekkaniċi taċ-ċeramika huma essenzjalisiġilli tal-komponentiIddisinjati biex jipprevjenu t-tnixxija ta' fluwidu f'tagħmir industrijali. Il-proprjetajiet uniċi tagħhom, bħar-reżistenza għall-użu, l-istabbiltà termali, u l-kompatibilità kimika, jagħmluhom għażla preferuta għal diversi applikazzjonijiet f'industriji multipli
| proprjetà fiżika taċ-ċeramika | ||||
| Parametru tekniku | unità | 95% | 99% | 99.50% |
| Densità | g/ċm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Ebusija | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Rata ta' porożità | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Saħħa fratturali | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Koeffiċjent ta' espansjoni tas-sħana | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Konduttività termali | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Siġilli mekkaniċi tal-karbonju
Is-siġill mekkaniku tal-karbonju għandu storja twila. Il-grafita hija isoforma tal-element karbonju. Fl-1971, l-Istati Uniti studjaw il-materjal tas-siġillar mekkaniku tal-grafita flessibbli b'suċċess, li solva l-problema tat-tnixxija tal-valv tal-enerġija atomika. Wara pproċessar fil-fond, il-grafita flessibbli ssir materjal tas-siġillar eċċellenti, li jintuża f'diversi siġilli mekkaniċi tal-karbonju bl-effett li jissiġilla l-komponenti. Dawn is-siġilli mekkaniċi tal-karbonju jintużaw fl-industriji kimiċi, tal-pitrolju, tal-enerġija elettrika bħal siġilli ta' fluwidi f'temperatura għolja.
Minħabba li l-grafita flessibbli hija ffurmata mill-espansjoni tal-grafita estiża wara temperatura għolja, l-ammont ta' aġent interkalanti li jifdal fil-grafita flessibbli huwa żgħir ħafna, iżda mhux kompletament, għalhekk l-eżistenza u l-kompożizzjoni tal-aġent interkalanti għandhom influwenza kbira fuq il-kwalità u l-prestazzjoni tal-prodott.
Għażla ta' Materjal tal-wiċċ tas-Siġill tal-Karbonju
L-inventur oriġinali uża aċidu sulfuriku kkonċentrat bħala ossidant u aġent interkalanti. Madankollu, wara li ġie applikat fuq is-siġill ta' komponent tal-metall, instab li ammont żgħir ta' kubrit li kien fadal fil-grafita flessibbli jikkorrodi l-metall tal-kuntatt wara użu fit-tul. Fid-dawl ta' dan il-punt, xi studjużi domestiċi ppruvaw itejbuh, bħal Song Kemin li għażel aċidu aċetiku u aċidu organiku minflok aċidu sulfuriku. Aċidu nitriku, bil-mod, u tbaxxi t-temperatura għat-temperatura tal-kamra, magħmul minn taħlita ta' aċidu nitriku u aċidu aċetiku. Bl-użu tat-taħlita ta' aċidu nitriku u aċidu aċetiku bħala l-aġent ta' inserzjoni, il-grafita espansa mingħajr kubrit ġiet ippreparata bil-permanganat tal-potassju bħala ossidant, u l-aċidu aċetiku ġie miżjud bil-mod mal-aċidu nitriku. It-temperatura titnaqqas għat-temperatura tal-kamra, u ssir it-taħlita ta' aċidu nitriku u aċidu aċetiku. Imbagħad il-grafita naturali f'biċċiet u l-permanganat tal-potassju jiġu miżjuda ma' din it-taħlita. Taħt taħwid kostanti, it-temperatura hija 30°C. Wara 40 minuta ta' reazzjoni, l-ilma jinħasel għal newtrali u jitnixxef f'50~60°C, u l-grafita estiża tiġi prodotta wara espansjoni f'temperatura għolja. Dan il-metodu ma jikseb l-ebda vulkanizzazzjoni bil-kundizzjoni li l-prodott jista' jilħaq ċertu volum ta' espansjoni, sabiex tinkiseb natura relattivament stabbli tal-materjal tas-siġillar.
| Tip | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Marka | Impregnat | Impregnat | Fenol Impregnat | Karbonju tal-Antimonju (A) | |||||
| Densità | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Saħħa Fratturali | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Qawwa Kompressiva | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Ebusija | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Porożità | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| Temperaturi | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Siġilli mekkaniċi tas-silikon karbur
Il-karbur tas-silikon (SiC) huwa magħruf ukoll bħala carborundum, li huwa magħmul minn ramel tal-kwarz, kokk tal-pitrolju (jew kokk tal-faħam), laqx tal-injam (li jeħtieġ li jiżdiedu meta jiġi prodott il-karbur tas-silikon aħdar) eċċ. Il-karbur tas-silikon għandu wkoll minerali rari fin-natura tiegħu, il-mulberry. Fil-materja prima refrattorja kontemporanja C, N, B u oħra ta' teknoloġija għolja mhux ossidata, il-karbur tas-silikon huwa wieħed mill-materjali l-aktar użati u ekonomiċi, li jista' jissejjaħ ramel tal-azzar tad-deheb jew ramel refrattorju. Fil-preżent, il-produzzjoni industrijali taċ-Ċina tal-karbur tas-silikon hija maqsuma f'karbur tas-silikon iswed u karbur tas-silikon aħdar, li t-tnejn huma kristalli eżagonali bi proporzjon ta' 3.20 ~ 3.25 u mikroebusija ta' 2840 ~ 3320kg/m²
Il-prodotti tal-karbur tas-silikon huma kklassifikati f'ħafna tipi skont l-ambjenti differenti tal-applikazzjoni. Ġeneralment jintuża aktar mekkanikament. Pereżempju, il-karbur tas-silikon huwa materjal ideali għas-siġill mekkaniku tal-karbur tas-silikon minħabba r-reżistenza tajba tiegħu għall-korrużjoni kimika, is-saħħa għolja, l-ebusija għolja, ir-reżistenza tajba għall-użu, il-koeffiċjent żgħir tal-frizzjoni u r-reżistenza għat-temperatura għolja.
Iċ-ċrieki tas-siġill SIC jistgħu jinqasmu f'ċrieki statiċi, ċrieki li jiċċaqalqu, ċrieki ċatti, eċċ. Is-silikon SiC jista' jsir f'diversi prodotti tal-karbur, bħal ċrieki rotatorji tal-karbur tas-silikon, sedili stazzjonarji tal-karbur tas-silikon, bush tal-karbur tas-silikon, eċċ., skont ir-rekwiżiti speċjali tal-klijenti. Jista' jintuża wkoll flimkien ma' materjal tal-grafita, u l-koeffiċjent tal-frizzjoni tiegħu huwa iżgħar minn dak taċ-ċeramika tal-alumina u l-liga iebsa, għalhekk jista' jintuża f'valur PV għoli, speċjalment fil-kundizzjoni ta' aċidu qawwi u alkali qawwi.
Il-frizzjoni mnaqqsa tas-SIC hija waħda mill-benefiċċji ewlenin tal-użu tiegħu fis-siġilli mekkaniċi. Għalhekk, is-SIC jista' jiflaħ għall-użu u kedd aħjar minn materjali oħra, u b'hekk itawwal il-ħajja tas-siġill. Barra minn hekk, il-frizzjoni mnaqqsa tas-SIC tnaqqas il-ħtieġa għal-lubrikazzjoni. In-nuqqas ta' lubrikazzjoni jnaqqas il-possibbiltà ta' kontaminazzjoni u korrużjoni, u b'hekk itejjeb l-effiċjenza u l-affidabbiltà.
Is-SIC għandu wkoll reżistenza kbira għall-użu. Dan jindika li jista' jiflaħ użu kontinwu mingħajr ma jiddeterjora jew jinkiser. Dan jagħmilha l-materjal perfett għal użi li jeħtieġu livell għoli ta' affidabbiltà u durabilità.
Jista' wkoll jiġi rfinut u llustrat mill-ġdid sabiex siġill ikun jista' jiġi rranġat diversi drabi matul il-ħajja tiegħu. Ġeneralment jintuża b'mod aktar mekkaniku, bħal fis-siġilli mekkaniċi għar-reżistenza tajba tiegħu għall-korrużjoni kimika, is-saħħa għolja, l-ebusija għolja, ir-reżistenza tajba għall-użu, il-koeffiċjent żgħir tal-frizzjoni u r-reżistenza għat-temperatura għolja.
Meta jintuża għal uċuħ ta' siġilli mekkaniċi, il-karbur tas-silikon jirriżulta fi prestazzjoni mtejba, ħajja tas-siġill akbar, spejjeż ta' manutenzjoni aktar baxxi, u spejjeż ta' tħaddim aktar baxxi għal tagħmir li jdur bħal turbini, kompressuri, u pompi ċentrifugali. Il-karbur tas-silikon jista' jkollu proprjetajiet differenti skont kif ikun ġie manifatturat. Il-karbur tas-silikon marbut b'reazzjoni huwa ffurmat billi l-partiċelli tal-karbur tas-silikon jingħaqdu ma' xulxin fi proċess ta' reazzjoni.
Dan il-proċess ma jaffettwax b'mod sinifikanti l-biċċa l-kbira tal-proprjetajiet fiżiċi u termali tal-materjal, madankollu jillimita r-reżistenza kimika tal-materjal. L-aktar kimiċi komuni li huma problema huma kawstiċi (u kimiċi oħra b'pH għoli) u aċidi qawwija, u għalhekk il-karbur tas-silikon marbut b'reazzjoni m'għandux jintuża ma' dawn l-applikazzjonijiet.
Infiltrat bis-sinterizzazzjoni bir-reazzjonikarbur tas-silikon. F'materjal bħal dan, il-pori tal-materjal SIC oriġinali jimtlew fil-proċess ta' infiltrazzjoni billi jinħaraq is-silikon metalliku, u b'hekk jidher SiC sekondarju u l-materjal jakkwista proprjetajiet mekkaniċi eċċezzjonali, u jsir reżistenti għall-użu. Minħabba t-tnaqqis minimu tiegħu, jista' jintuża fil-produzzjoni ta' partijiet kbar u kumplessi b'tolleranzi stretti. Madankollu, il-kontenut tas-silikon jillimita t-temperatura massima operattiva għal 1,350 °C, ir-reżistenza kimika hija wkoll limitata għal madwar pH 10. Il-materjal mhux rakkomandat għall-użu f'ambjenti alkalini aggressivi.
SinterizzatIl-karbur tas-silikon jinkiseb billi jiġi sinterizzat granulat SIC fin ħafna kkompressat minn qabel f'temperatura ta' 2000 °C biex jifforma rabtiet b'saħħithom bejn il-qmuħ tal-materjal.
L-ewwel, il-kannizzata teħxien, imbagħad il-porożità tonqos, u fl-aħħar ir-rabtiet bejn il-qmuħ jiġu sinterizzati. Fil-proċess ta’ dan l-ipproċessar, iseħħ tnaqqis sinifikanti tal-prodott – b’madwar 20%.
Ċirku tas-siġill SSIC huwa reżistenti għall-kimiċi kollha. Peress li l-ebda silikon metalliku ma huwa preżenti fl-istruttura tiegħu, jista' jintuża f'temperaturi sa 1600C mingħajr ma jaffettwa s-saħħa tiegħu
| proprjetajiet | R-SiC | S-SiC |
| Porożità (%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
| Densità (g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Ebusija | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Modulu Elastiku (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| Kontenut tas-SiC (%) | ≥85% | ≥99% |
| Kontenut tas-Si (%) | ≤15% | 0.10% |
| Saħħa tal-Liwja (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Saħħa Kompressiva (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Koeffiċjent ta' espansjoni tas-sħana (1/℃) | 4.5×10-6 | 4.3×10-6 |
| Reżistenza għas-sħana (fl-atmosfera) (℃) | 1300 | 1600 |
Siġill mekkaniku TC
Il-materjali tat-TC għandhom karatteristiċi ta' ebusija għolja, saħħa, reżistenza għall-brix u reżistenza għall-korrużjoni. Huwa magħruf bħala "Snien Industrijali". Minħabba l-prestazzjoni superjuri tiegħu, intuża ħafna fl-industrija militari, l-ajruspazju, l-ipproċessar mekkaniku, il-metallurġija, it-tħaffir għaż-żejt, il-komunikazzjoni elettronika, l-arkitettura u oqsma oħra. Pereżempju, f'pompi, kompressuri u aġitaturi, iċ-ċrieki tat-tungsten carbide jintużaw bħala siġilli mekkaniċi. Reżistenza tajba għall-brix u ebusija għolja jagħmluh adattat għall-manifattura ta' partijiet reżistenti għall-ilbies b'temperatura għolja, frizzjoni u korrużjoni.
Skont il-kompożizzjoni kimika u l-karatteristiċi tal-użu tiegħu, it-TC jista' jinqasam f'erba' kategoriji: tungsten cobalt (YG), tungsten-titanju (YT), tungsten titanju tantalu (YW), u titanju karbur (YN).
Liga iebsa tat-tungstenu kobalt (YG) hija magħmula minn WC u Co. Hija adattata għall-ipproċessar ta' materjali fraġli bħal ħadid fondut, metalli mhux ferrużi u materjali mhux metalliċi.
L-stellite (YT) huwa magħmul minn WC, TiC u oħrajn simili. Minħabba ż-żieda tat-TiC mal-liga, ir-reżistenza għall-użu tiegħu titjieb, iżda s-saħħa tal-liwi, il-prestazzjoni tat-tħin u l-konduttività termali naqsu. Minħabba l-fraġilità tiegħu f'temperatura baxxa, huwa adattat biss għal qtugħ ta' materjali ġenerali b'veloċità għolja u mhux għall-ipproċessar ta' materjali fraġli.
It-tungstenu titanju tantalu (nijobju) kobalt (YW) jiżdied mal-liga biex tiżdied l-ebusija f'temperatura għolja, is-saħħa u r-reżistenza għall-brix permezz ta' ammont xieraq ta' tantalu karbur jew nijobju karbur. Fl-istess ħin, it-toughness titjieb ukoll b'rendiment komprensiv aħjar tat-tqattigħ. Jintuża prinċipalment għal materjali tat-tqattigħ iebsin u qtugħ intermittenti.
Il-klassi bażi tat-titanju karbonizzat (YN) hija liga iebsa bil-fażi iebsa tat-TiC, in-nikil u l-molibdenu. Il-vantaġġi tagħha huma ebusija għolja, kapaċità kontra t-twaħħil, reżistenza għall-użu f'forma ta' nofs qamar u kapaċità kontra l-ossidazzjoni. F'temperatura ta' aktar minn 1000 grad, xorta tista' tiġi mmaxinjata. Hija applikabbli għall-irfinar kontinwu tal-azzar illigat u l-azzar li jiftaħ.
| mudell | kontenut ta' nikil (wt%) | densità (g/cm²) | ebusija (HRA) | saħħa tal-liwi (≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88.5-91.0 | 1800 |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87.5-90.0 | 2000 |
| mudell | kontenut ta' kobalt (piż%) | densità (g/cm²) | ebusija (HRA) | saħħa tal-liwi (≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89.5-91.0 | 1800 |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88.0-90.5 | 1980 |
| 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 |