[发明专利]用于泵的陶瓷机械密封环的表面处理方法及通过该方法获得的环

说明书

技术领域

本工业发明专利申请涉及用于汽车工业和家用电器领域的密封环的表面处理方法，以及通过该方法获得的环。

背景技术

通过后面对具有一定缺点的现有技术简要的描述，所述方法的优点就会变得很明显。

众所周知，在旋转轴和相应的固定壳体之间的区域必须避免上述类型的泵的泄露。

前封由两个相互配合的环组成，其中至少一个由陶瓷材料制成，通常为碳化硅，所述前封设置在那一端，其中一个环被装配到旋转轴上，另一个环被固定到泵组件上。

特别地，通过合适的部件的作用使环保持接触，在泵的工作期间他们相互摩擦，从而避免了不希望的泄露。

然而，如果环的前表面除了相当平面度之外，还能具有微孔的特性，那么环的密封作用将会被改善。

因为微孔，在两个环之间的摩擦面之间会连续地形成媒介液体的很薄的膜，这对于设备的良好密封是个很重要的因素。

用在这种密封中的环大部分通过陶瓷粉末制成，大多数是碳化硅，其通过冲压机首先被模压(或者冷模压)，在合适的模子中对所述粉末进行模制和压缩，然后进行高温烧结过程，从而将粉末“结合”并不可逆地硬化。

至此，根据两个主要可选择的技术，在对粉末的冷模压过程之后执行用于促进在所述环的表面产生微孔的过程。

根据第一化学-物理技术，在冷模压过程之前，陶瓷粉末与大量的塑料微球体混合。

一旦冷模压过程结束，环的整个结构不仅在表面层，而且在内部显现出塑料微球体的分散分布。

在烧结过程中，高温使微球体逐渐融化，从而在密封环的加固的陶瓷结构中留下了微球体的所占的空间。

虽然，该传统技术由于容易实际操作而很流行，但是其具有两个明显的缺点。

第一个缺点是，由于在整个结构上的分散的微孔，环的热和机械性能与致密的压缩结构的特性相比有所降低，所述致密的压缩结构指的是没有最初由塑料微球体所占据的微气泡。

第二个缺点是，需要特别的措施来处理在高温烧结过程中融化微球体而得到的塑料废料。

一个可选择的技术被提出来，如上所述。这种物理技术在每个密封环的烧结过程的后期，通过直接在由碳化硅或陶瓷材料的等同物模压制成的前表面上进行激光表面处理的方法而施行。

很明显，由于只影响密封环的表面层，而不会减弱整个机构的热和机械特性，因此这种处理是特别合适的。

然而，这是一种复杂和昂贵的技术。另外，激光的使用会导致在表面微空腔附近，环的陶瓷结构上的微裂纹变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种另外可选择的技术，此技术能够克服上述现有技术中的缺陷。

进一步地，本发明的新技术能够通过使用传统廉价的方法(不使用激光发生器)在陶瓷环的密封侧得到极好的由非互联的表面微空腔组成的微孔，从而使环结构其余部分避免表面破裂或者具有内部微孔。

相对于现有技术，本发明的方法的特性在于，用于形成非互联表面微空腔的处理是第一次在陶瓷粉末的冷模压过程中使用，而不是在随后的烧结过程中(例如使用塑料微球体进行处理的情形)或在烧结过程(例如激光处理的情形)之后。

具体实施方式

本发明的发明方案---作为卓越、廉价和有效的想法---是在于密封环的非互联表面微空腔是通过使用在冷模压过程中用于模压陶瓷粉末的相同冲压机的头部而获得的。

冲压机的头部设有大量点状的微突起；明显地，对模子中容纳的陶瓷粉末进行的头部的有力冲击具有双重效果，即，对所述粉末的传统冲压和在环的上表面产生起伏的空腔，所述空腔与冲压机头部上的点状微突起准确地对应。

换而言之，在冲压机头部上的每个微突起在密封环的表面产生一个微空腔。

而且，必须注意的是，在冷模压过程的结尾，环能够接受热烧结，从而使环的密封表面上产生的微空腔也具有不可逆的结构上的稳定性。

最后，根据特别的工程需要，参考直径、密度和微空腔的分布，来选择合适的冲压机，从而决定微多孔表面的形态特性。