[发明专利]一种发动机用组合垫片

说明书

技术领域

本发明涉及密封垫片领域，特别涉及一种发动机用组合式垫片。

背景技术

发动机用的金属垫片常常作为两平面之间加强密封的材料，作为防止润滑油箱泄露的密封元件设置在静密封面之间。目前金属垫片多为简单的环状，与待密封部件接触后，不能形成密封带，容易发生渗漏现象，需要进一步完善。密封垫片所用的场合往往工作环境比较复杂，如在发动机法兰上，机械工作带来的振动，会带动法兰上紧固件振动，致使紧固件下方的密封垫片会对法兰的内壁和对紧固件的表面造成剪切应力并有滑动的趋势，导致接触部位磨损严重，这种情况不仅仅会造成对个部件的损伤，还会使密封处间隙变大，进而大大降低密封了效果。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种发动机用组合式垫片，主要解决两平面连接时密封性差的问题，同时解决密封垫片、紧固件和接触面磨损严重的问题，通过特制金属垫片，使金属垫片的弹性、韧性、强度和抗腐蚀能力增强，延长金属垫片的使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：一种发动机用组合式垫片，包括金属垫片本体，所述金属垫片本体上设有若干汽缸孔和安装孔，所述汽缸孔内镶嵌有密封圈，所述密封圈包括橡胶套、第一弹性层、第二弹性层和伸缩层，密封圈与汽缸孔内壁通过第一弹性层连接，所述第一弹性层的另一侧面粘接所述伸缩层，所述伸缩层的另一侧面粘接所述第二弹性层，所述第二弹性层的另一侧面粘接橡胶套，所述橡胶套露出金属垫片本体的上端和下端并向外翻形成裙边，橡胶套的外表面涂覆有一聚四氟乙烯层，所述伸缩层上设有若干凸缘，所述每个凸缘等距平行布置在金属垫片本体上，且每个凸缘之间的间隙处为凹槽，所述凸缘和凹槽组合形成波浪形，或者形成齿形。

进一步，所述第一弹性层为丁腈橡胶层或者为丙烯酸酯橡胶层，宽度为1-8mm，厚度与所述金属垫片本体的厚度相同，在第一弹性层的两侧面设有凸缘，所述金属垫片本体内壁的一侧开凿有若干条相互平行的凹槽，所述第一弹性层一侧面的凸缘与所述金属垫片本体内壁的一侧的凹槽相配合，且通过喷涂粘接剂的方式固定连接，所述伸缩层的两侧面也开凿有若干条相互平行的凹槽，与所述第一弹性层另一侧面的凸缘相配合，且通过喷涂粘接剂的方式固定连接。

进一步，所述第二弹性层为硅橡胶层，宽度为1-8mm，厚度与所述金属垫片本体的厚度相同，第二弹性层的一侧面设有凸缘，所述第二弹性层一侧面的凸缘与所述伸缩层一侧面的凹槽相配合并粘接，所述橡胶套表面上涂覆的聚四氟乙烯层的厚度为50-300μm。

当紧固件还未向下拧紧时，金属垫片的橡胶套与紧固件松动配合，金属垫片外边缘与发动机法兰内壁接触或者留有很小的装配缝隙，当紧固件向下拧紧，紧固件就会压缩伸缩层，伸缩层上的凸缘和凹槽就会向两边扩展延伸，致使金属垫片内的橡胶套会收缩并挤压紧固件，当紧固件向下的压力过大时，即超过了第二弹性层的弹性势能，第二弹性层会微微带动橡胶套向上或向下翘起，直至紧固件拧紧为止，在此状态时，金属垫片紧紧的抵住了紧固件表面，橡胶套则像吸盘一样，紧紧贴住紧固件，密封处无任何缝隙，达到了很好的密封效果，而当法兰和紧固件振动或紧固件收到横向方向上的力时，由于第一弹性层和第二弹性层的弹性和吸振作用，橡胶套依然能紧紧的贴住紧固件，且第二弹性层为硅橡胶组成，硅橡胶上喷涂有聚四氟乙烯涂料，这使得在发生相对滑动时，作用在表面上的力得到了减缓，接触面相对摩擦系数小，不会对紧固件造成刮损，保证了金属垫片和紧固件的尺寸稳定性，进一步维持了密封效果。同时，由于在金属垫片本体与密封垫圈连接处有一圈第一弹性层，第一弹性层会将振动吸收，使金属垫片与法兰内壁不会发生相对滑动或发生很小的相对滑动，减缓了刮擦磨损，保证了金属垫片和法兰的尺寸稳定性。

进一步，所述金属垫片本体和所述伸缩层用弹性不锈钢制成，所述弹性不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.13%~0.17%，镍为4%~7%，铬为9%~15%，锰为9%~11%，铌为0.58%~0.77%，钒为0.13%~0.32%，钼为1.3%~1.8%，钛为3%~4%，稀土为0.23%~0.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。

进一步，所述弹性不锈钢的制备工艺包括以下几个步骤：

步骤1、用中频感应电炉熔炼，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、锰铁、铬铁，熔炼温度达到1610℃时，进行脱氧，然后再加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钼铁、钒铁、钛铁和铌铁，熔炼快结束时，加入稀土，使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，浇注成型，然后清理钢锭表面渣滓，除去冒口；