[发明专利]一种耐磨减摩抗辐照老化的核主泵机械密封的副密封结构

摘要

一种耐磨减摩抗辐照老化的核主泵机械密封副密封结构，属于核电装备制造领域。该副密封结构包括三元乙丙橡胶O形圈、双Δ通道密封圈和轴套表面硬化层，橡胶O形圈与双Δ通道密封圈构成副密封，双Δ通道密封圈与轴套表面硬化层构成的副密封配副。双Δ通道密封圈为聚芳醚树脂基复合材料，基体为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚醚酮热塑性树脂，固体润滑剂为石墨、碳纳米管和石墨烯，采用模压成型制备；副密封配副为WC‑Ni硬质合金涂层、碳氮化铬涂层或渗氮层等表面硬化层，采用强流脉冲离子束辐照改性的热喷涂、高功率脉冲磁控溅射沉积和等离子体低温渗氮制备；在高温高压高放射性水中具有稳定的低摩擦系数和高耐磨性，提高了机械密封系统追随性和可靠性。

主权项

1.一种耐磨减摩抗辐照老化的核主泵机械密封的副密封结构，包括三元乙丙橡胶O形圈(4)、双Δ通道密封圈(5)和轴套表面硬化层(6)，其特征是：所述三元乙丙橡胶O形圈(4)与双Δ通道密封圈(5)之间构成副密封，双Δ通道密封圈(5)与轴套表面硬化层(6)之间构成副密封配副；所述双Δ通道密封圈(5)采用聚芳醚树脂基复合材料，基体分别为聚醚醚酮、聚醚酮或聚醚酮酮等热塑性树脂，固体润滑剂分别为石墨、碳纳米管或石墨烯，石墨含量为10‑30wt.％，碳纳米管含量为0.1‑2.0wt.％，石墨烯含量为0.1‑1.0wt.％，采用热塑模压成型制备；所述轴套表面硬化层(6)采用强流脉冲离子束辐照改性的热喷涂WC‑Ni硬质合金涂层、高功率脉冲磁控溅射沉积的碳氮化铬涂层或等离子体低温渗氮制备的渗氮层，所述WC‑Ni硬质合金涂层：Ni含量为5‑10wt.％，硬度为10‑15GPa，厚度为100‑300μm；所述碳氮化铬涂层：结构为纳米晶Cr(C,N)/非晶C(N)复合，硬度为20‑30GPa，厚度为10‑50μm；所述渗氮层：N含量为20‑30at.％，硬度为10‑15GPa，厚度为10‑30μm；所述副密封配副：在温度70‑120℃、压力0‑16MPa、累积辐射剂量100‑150kGy水中具有稳定的摩擦系数0.005‑0.03、比磨损率0.5×10‑8‑8.0×10‑7mm3/Nm。