機(jī)械密封使用的碳石墨環(huán)。在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)有熱解物質(zhì)體排出而存在氣孔，其孔隙率按體積計(jì)算約占10%~30%。這種多孔的碳石墨環(huán)不能作機(jī)械密封環(huán)，因而要進(jìn)行浸漬處理，使之成為不透性材料，通過(guò)浸漬還可以提高其強(qiáng)度和耐磨性.碳石墨制成密封環(huán)的加工過(guò)程如圖9-5所示。

一、浸漬酚醛樹(shù)脂

酚醛樹(shù)脂是以酚類(lèi)化合物為原料，在催化劑作用下縮聚而得到的一類(lèi)樹(shù)脂的統(tǒng)稱。

1、浸漬前的準(zhǔn)備

1）毛坯加工

石墨棒料加工成管料，按成品尺寸內(nèi)外徑分別留加工余量2~3mm。若毛坯是大方塊，宜用薄片砂輪切割下料，再制成管料，毛坯不允許附著油污。

2）沖洗

用壓縮空氣清掃管料表面的石墨灰塵，或用自來(lái)水洗凈，以防止阻塞浸漬表面空隙，影響浸漬效果。

3）低溫烘烤

升溫70~80℃，2h后取出自然冷卻，用以除去石墨管料氣孔中的水分。

4）浸漬劑的選擇

酚醛樹(shù)脂有水溶性和醇溶性兩種，一般選用7222醇溶性樹(shù)脂。醇溶性樹(shù)脂易揮發(fā)，儲(chǔ)存期較水溶性樹(shù)脂短，多次使用后粘度高，再次使用時(shí)要加入無(wú)水乙醇攪拌稀釋。

2、浸漬處理

浸漬設(shè)備及流程如圖9-6所示。

浸漬處理步驟如下。

1）將石墨管料放入鐵絲筐欄內(nèi)，管料之間保持2mm以上的距離，每層之間用鐵絲網(wǎng)隔離，再將筐欄放入釜內(nèi)，離釜口法蘭留釜體深度1/5的間距。合上釜蓋，均勻地?cái)Q緊緊固螺栓。

2）抽真空，真空度在0.1MPa左右（750-760mmHg柱）時(shí)，持續(xù)30min。

3）吸入樹(shù)脂浸漬釜內(nèi)的樹(shù)脂，高度以埋過(guò)工件100mm為宜。

4）通入0.6-0.8MPa的壓縮空氣，并維持4-5h。

5）排出樹(shù)脂，卸壓，取出制品。制品出釜2h后，可用堿水加鋸末屑擦去制品外表面的樹(shù)脂。

6）室溫固化。即將制品放在陰涼通風(fēng)處自然晾干，一般不少于48h。

3、固化處理

將晾干的制品放入固化釜內(nèi)，加壓、加溫固化。其壓力應(yīng)比浸漬時(shí)高0.1MPa。升溫速度見(jiàn)表9-19。

浸酚醛樹(shù)脂的固化，溫度一般為130℃，但適當(dāng)提高固化溫度，可促使酚醛樹(shù)脂固化效果提高腐蝕性能。

4、浸漬品檢漏

固化后的制品，通常用下述方法檢驗(yàn)透氣性：從每批制品中任意抽3件，車(chē)去外表面，在專用夾具上用兩塊橡膠密封墊片夾住管料兩端面，然后將干燥的氮?dú)馔ㄈ牍芰系膬?nèi)孔，試驗(yàn)壓力為產(chǎn)品最高使用壓力，持續(xù)15min，加壓時(shí)在其試件外周涂上一層肥皂水，然后觀察有無(wú)氣泡產(chǎn)生。

毛坯管料的浸漬固化處理，一般需要重復(fù)進(jìn)行兩次才能達(dá)到要求。若氣孔率大（>15%），或使用壓力較高和大軸徑的制品，原則上要浸漬固化處理三次，前兩次是將毛坯浸漬固化，最后一次處理用低黏度的樹(shù)脂浸漬固化處理成品。每次固化之前，需用酒精擦凈密封環(huán)表面。

二、浸漬呋喃樹(shù)脂

呋喃樹(shù)脂是一種熱固性樹(shù)脂。它是以糠醛為原料制成的一類(lèi)聚合物的統(tǒng)稱，在分子結(jié)構(gòu)上帶有呋喃環(huán)，故稱為呋喃樹(shù)脂。

1、樹(shù)脂的選擇

糠醇樹(shù)脂是呋喃樹(shù)脂的一種，是由糠醛和丙酮一次縮聚而成的粘稠液。其黏度隨生產(chǎn)工藝的不同而有較大差異。因此，應(yīng)選擇合適的黏度以簡(jiǎn)化浸漬工藝程序，提高浸漬效果和充分利用浸漬劑。其黏度用涂料4號(hào)杯測(cè)量，測(cè)量值在30s左右的樹(shù)脂作浸漬劑為佳。

2、固化劑的選擇

浸糠醇樹(shù)脂須加固化劑能將其固化，為此正確地選用固化劑對(duì)提高浸漬效果和延長(zhǎng)樹(shù)脂的使用時(shí)間也很重要。糠醇樹(shù)脂的固化劑目前普遍采用硫酸乙酯、氯化鋅和苯磺酰氯三種。其中以苯磺酰氯作固化劑效果最佳，用它作固化劑，樹(shù)脂的使用周期較長(zhǎng)。但它能散發(fā)出抑制性的氣體，所以操作時(shí)必須注意室內(nèi)的通風(fēng)。

3、浸漬工藝流程如圖9-7示。

4、加熱固化

為了避免加熱過(guò)程中出現(xiàn)樹(shù)脂起泡和溢流現(xiàn)象，應(yīng)按表9-20中的升溫速度加溫。整個(gè)固化過(guò)程中，60~90℃區(qū)間最為關(guān)鍵，若升溫過(guò)快，樹(shù)脂易于溢出。

三、浸漬環(huán)氧樹(shù)脂

1、環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)

環(huán)氧樹(shù)脂是一類(lèi)含環(huán)氧基的高分子聚合物。其中，以二酚基丙烷樹(shù)脂（環(huán)氧氯丙烷與二酚基丙烷縮聚而成）浸漬為最佳。具有代表性的牌號(hào)為610、618、634等。其分子結(jié)構(gòu)中，有羥基、醚基和極為活潑的環(huán)氧基存在。所以用它浸漬的石墨制品具有增重效率，機(jī)械強(qiáng)度高、孔隙率小等特點(diǎn)。

2、環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋

環(huán)氧樹(shù)脂的黏度較高，必須加入部分稀釋劑降低其黏度才能用來(lái)浸漬石墨。稀釋劑分非活性和活性兩類(lèi)，前者如丙酮、二甲苯等；后者含有烷丁基醚。常采用501^#（相對(duì)分子質(zhì)量為130，在25℃時(shí)黏度≤2x10^-3Pa.s）,501^#是一種新的活性稀釋劑，基本上無(wú)毒，使用效果好。

3、環(huán)氧樹(shù)脂浸漬石墨的固化

環(huán)氧樹(shù)脂是熱塑性的線性樹(shù)脂，必須用固化劑使線型分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，變?yōu)椴蝗艿母呔酆衔铩?/span>其固化劑有多元胺類(lèi)、酸酐類(lèi)等。采用595固化劑效果最佳，595固化劑是一種胺基硼烷型化合物，黏度為（3~5）x10^-3Pa.s。

4、浸漬固化工藝流程

1）配制浸漬劑

浸漬劑的配方為：6101的環(huán)氧樹(shù)脂75%、595固化劑5%、501稀釋劑25%，將環(huán)氧樹(shù)脂先預(yù)熱到40℃，使其流動(dòng)性增大，然后加入稀釋劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/span>

2）浸漬固化工藝流程——如圖9-8所示

3）浸漬工藝條件

將制品放入釜內(nèi)，抽真空至0.096kPa(720mmHg柱）以上，吸入配制好的浸漬劑，然后加壓到0.7MPa，保壓時(shí)間4h。取出制品，用丙酮清洗表面。

4）固化處理工藝條件

固化壓力0.7MPa，固化升溫速度見(jiàn)表9-21

四、浸漬聚四氟乙烯

1、聚四氟乙烯的特性

聚四氟乙烯分子間的內(nèi)聚力低，因而決定了它具有優(yōu)異的減磨性，摩擦因數(shù)低。它還具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕性能很好，有較好的耐溫性，能適應(yīng)-180~250℃的溫度范圍。用聚四氟乙烯分散液浸漬石墨可作為耐腐蝕機(jī)械密封摩擦副材料。

2、浸漬工藝

1）浸漬劑為聚四氟乙烯分散液，濃度60%，粒度0.2~0.25um,pH10,黏度（4~8）x10^-3Pa.s。

2）石墨管料，要求孔隙率為20%~30%。

3）浸漬流程：粗加工毛坯清洗后烘干（120℃1h），自然冷卻后裝釜抽真空【真空度>約0.1MPa（750mmHg），保持1h】，在進(jìn)行塑化（375~380℃）。

3、塑化

塑化的目的是使浸入石墨孔隙內(nèi)的分散液小顆粒在熔融狀態(tài)下連成一體而形成膜狀。塑化的升溫速度必須嚴(yán)格控制。升溫速度為:室溫~100℃ 1h、100~160℃ 1h、160~220℃ 1h、220~270℃ 1h、270~320℃ 1h、320~370℃ 1h、3400~380℃保溫1h此后，按升溫速度降至160℃關(guān)閉電源，自然降至室溫。

4、注意事項(xiàng)

    1）聚四氟乙烯浸漬效果較差，為此應(yīng)按上述工藝重復(fù)浸漬塑化過(guò)程，經(jīng)多次處理后方可達(dá)到預(yù)期的目的。處理次數(shù)視制品的耐壓要求而定。一般需要重復(fù)3次。

    2）浸漬劑的聚四氟乙烯分散液要保持新鮮，不宜重復(fù)使用，浸漬溫度控制在20-40℃為宜。