常用橡胶材料的特点与使用范围

常用橡胶材料的特点及使用范围

机械密封材料

机械密封的密封性能和使用寿命，与各零件的材料有关，尤其是端面密封（摩擦副）的材料，辅助密封的

材料和弹簧的材料。

一、端面密封摩擦副的材料

摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬质合金、碳化钨合金、SiC、填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下：

1、石墨

石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好，摩擦系数小，耐热冲击性好并容易加工，缺点是机械强度低，有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的方法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好，但不耐高温（耐温约170~200℃）；浸渍金属石墨高温性好（浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃），但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料，用作中低转速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨，肉眼看来致密，手指摸上去不大脱粉，不大染黑手指。

2、陶瓷

陶瓷的优点是耐腐蚀性好，硬度很高，耐磨性好，缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。应用较多是氧化铝陶瓷，还有金属陶瓷。陶瓷多用于腐蚀性介质、中低速的场合。

3、堆焊硬质合金

在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金，优点是硬度高，耐磨性好，耐温性好（500℃以下），耐腐蚀或汽蚀性好，缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。

4、碳化钨合金

由碳化钨、碳化钛等硬度高、熔点高的金属碳化物，是用加粘结剂粉末冶金的办法，压制烧结成型。优点是硬度、强度都很高，耐磨、耐高温、耐腐蚀，线膨胀系数低，缺点是性脆，加工困难。碳化钨是应用最广泛的端面密封副材料，多用作中低转速机械密封的静环，高速机械密封的动环。

二、辅助密封圈的材料

对辅助密封材料的要求是弹性好，摩擦系数小，耐磨、耐热和低温性好，抗介质腐蚀、溶解和老化等，此外还要求在压缩后和长期使用中残余变形好。常用的辅助密封圈材料是橡胶和聚四氟乙烯，此外还有软聚

氯乙烯。

1、橡胶

橡胶有较好的弹性、缓冲性、吸振性、耐热性、耐腐蚀性。橡胶密封圈的密封效果好，应用最广泛。常用

的橡胶有硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶等。

2、聚四氟乙烯

聚四氟乙烯的优点是化学稳定性、耐油、耐溶解、耐湿性优异，摩擦系数低，适用于各种腐蚀介质，缺点

是弹性比橡胶差，易产生永久变形。

三、弹性元件材料

1、弹簧材料

对弹簧材料的要求是：弹性好、耐介质腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢（1Cr18Ni9Ti等）、铬钢（3Cr

13、4Cr13等）、碳素弹簧钢（60Si2Mn等）和磷青铜。

2、波纹管材料

对波纹管材料的要求是：良好的焊接性能；较大的弹性；一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等。一般以铁基中的镍铬奥氏体带材为主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料，含铝的材料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波纹管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N）属于固溶体、低强度、低硬度、高延伸率。

一、常用密封材料应用领域和特点：

NBR—丁腈橡胶/商标名Perbunan®(拜尔公司)

丁腈橡胶是最常用的材料，它具有良好的机械性能，耐矿物基润滑油和油脂。

这一特性通常由其所含丙烯腈（ACN）来决定的（ACN在18%~50%之间）。低度ACN 保证了低温性，但耐油性受影响。随着丙烯腈（ACN）的含量提高，则低温性降低，可耐油性有此增强。

丁腈橡胶有着良好的机械性能例如优良的耐磨性、低气体渗透性、耐矿物基润滑油和油脂、液压油H、H-L、H-LP、难燃液压油HFA、HFB、HFC、脂族烃、硅油和油脂、以及温度约80°C的水。

通常是不耐芳香族和氯化碳氢化合物，含高度芳香剂的燃料、极性溶剂、乙二醇制动液和难燃压油HFD等。它对耐臭氧，抗风蚀和抗老化等性能较弱，但在大多数应用场合中并不受太大影响。

FPM—氟橡胶/商标名“Viton®”（杜邦公司 Dow Elastomers）

氟橡胶以其耐高温和耐化学制品等良好性能著称。另外，它也具有良好的抗老化和抗氧化、非常低的气体渗透性（特别适合用于高真空装置）。

标准配方氟橡胶具有非常良好的耐矿物油和油脂、脂族烃、芳香族烃、氯化碳氢化合物、燃料、难燃液压油HFD以及许多有机溶剂和化学制品等特点。

除了标准配方的氟橡胶以外开发了许多合成聚合物和氟含量（从65％到71％）的不同合成物以适应特殊用途的有用材料，如耐乙醇汽油、耐低温（-35°C）。

氟橡胶通常是不耐热水、蒸汽、极性溶剂、乙二醇制动液和低分子有机酸。

EPDM—乙丙橡胶/“Nordel®” （杜邦公司 Dow Elastomers）

乙丙橡胶通常具有耐热水、耐蒸汽、耐老化和耐化学制品等特点。它分别用硫磺和过氧化物作为硫化剂进行硫化处理。如选用过氧化物为硫化剂进行硫化的乙丙橡胶其能适用更大的温度范围，并有较低的压缩变形。

乙丙橡胶适用与热水、蒸汽、洗涤剂、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、硅油和油脂，多种极性溶剂，多种稀酸和化学（药）品。特别推荐其耐乙二醇制动液特性，但它不适用所有的矿物油产品（润滑油、燃料）。

选用硫磺为硫化剂进行硫化的乙丙橡胶其温度范围为-45°C~+130°C；过氧化物为硫化剂进行硫化的乙丙橡胶其温度范围为-50°C~+150°C。

VMQ—硅橡胶/商标名“Silopreh®”（拜尔公司）

硅橡胶具有较大的工作温度范围和耐热氧化、耐臭氧老化、耐光老化和耐天候老化性能。与其他橡胶材料相比起机械性能是较差的。一般讲硅橡胶无毒、无味对生理无害；广泛用于食品及医药工业。

标准配方的硅橡胶其工作温度从-55°C到200°C并且耐水（最高温度至100°C）、发动机油和传动油、动物油、植物油和油脂。

硅通常不耐燃料、芳香族矿物油、蒸汽（短时间可达+120°C）、硅油和润滑油、酸和碱金属。

HNBR—氢化丁晴橡胶/商标名“Therban®”（拜尔公司）

氢化丁晴橡胶是获得完全或部分氢化的丁晴橡胶，致使它的耐热、耐氧、耐老化性得到，明显改善并且给予极好的机械性能。其所耐介质可参阅丁晴橡胶。

FFPM—全氟橡胶/商标名“Kalrez®” （杜邦公司 Dow Elastomers）

全氟橡胶（FFPM），它既具有氟橡胶（FPM）橡胶弹性体的特性，又有聚四