專利名稱：一種用于汽車水循環(huán)密封盒中的密封環(huán)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車水循環(huán)密封盒中的密封環(huán)，起密封作用。本發(fā)明還涉及該密封環(huán)的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在一般用于汽車水循環(huán)的密封盒中的密封環(huán)，一般的該密封盒設(shè)置有外殼，夕卜殼內(nèi)設(shè)置有一個(gè)中空的空心軸，空心軸上套裝有至少一套密封環(huán)，每套密封環(huán)包括有一個(gè)左密封環(huán)和一個(gè)與左密封環(huán)配合使用的右密封環(huán)，該左、右密封環(huán)被殼體內(nèi)還設(shè)置有的彈簧裝置擠壓實(shí)現(xiàn)相互緊接觸起到密封作用，每套密封環(huán)還通過(guò)設(shè)置于殼體、中空軸以及密封環(huán)上的止旋定位裝置防止旋轉(zhuǎn)。其中的重要部件——密封環(huán)，其使用壽命決定著整個(gè)密封盒的使用壽命，一般的，其采用金屬制作，也有采用塑料制作。采用金屬制作之時(shí)，密封環(huán)強(qiáng)度較高，但是無(wú)法承受所處環(huán)境中的酸、堿腐蝕，造成壽命短，易變形。采用塑料制作之時(shí)，可以耐受酸、堿腐蝕，但是不能耐受所處環(huán)境的高溫，強(qiáng)度也無(wú)法持久滿足需要。這兩種情況均造成密封環(huán)使用壽命較短，從而影響到整個(gè)密封盒的使用壽命。在以金屬為材料制作密封環(huán)時(shí)，采取的方法一般是機(jī)械加工、輔以熱處理的工藝。 以塑料為材料制作密封環(huán)時(shí)，一般采取注塑加工的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于汽車水循環(huán)的密封盒中的密封環(huán)及其制造工藝，其不但能夠起到較好的密封作用，甚至可以相對(duì)于金屬密封環(huán)和塑料密封環(huán)的密封效果更好，而且能夠耐酸堿、耐高溫，不易變形，從而具有較長(zhǎng)的使用壽命長(zhǎng)。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于汽車水循環(huán)密封盒中的密封環(huán)，其中，密封盒內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)中空的空心軸，每套密封環(huán)包括一個(gè)左密封環(huán)和一個(gè)與左密封環(huán)配合使用的右密封環(huán)，左、右密封環(huán)均設(shè)置有通透的環(huán)孔，左、右密封環(huán)均通過(guò)各自的環(huán)孔間隙配合的套裝在空心軸上并位于密封盒內(nèi)；左密封環(huán)的右側(cè)面和右密封環(huán)的左側(cè)面為光滑面，且相互緊接觸；同時(shí)，左密封環(huán)的環(huán)孔的左側(cè)邊沿的沿左密封環(huán)的縱向軸線對(duì)稱的設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)定位槽，右密封環(huán)的外表面沿縱向軸線對(duì)稱均勻分布有四個(gè)外定位槽；其特征在于所述的左、右密封環(huán)均由氧化鋁的重量含量不小于95%的陶瓷材料制作，其體積密度為> 3. 7g/cm3，抗彎強(qiáng)度為> 250MPa，20°C 500°C熱膨脹系數(shù)為彡7. 2X10 — 6/°C，導(dǎo)熱系數(shù)為彡17CW/m· k，硬度為彡85Ηρ · A，擊穿強(qiáng)度為彡18kv/mm, 耐熱度為> 15000C ；同時(shí)，所述的左密封環(huán)的右側(cè)面和右密封環(huán)的RZ粗糙度<85。制作權(quán)利要求1所述的密封環(huán)的制備方法，以重量含量不小于99. 5%的氧化鋁為主料，以二氧化硅、高嶺土、碳酸鈣、氧化鋯混合后作為輔料，以重量份計(jì)取主料96%，二氧化硅0. 2 1%，高嶺土 0. 2 1%，氧化鋯0. 2 1%，足夠補(bǔ)充量份數(shù)的碳酸鈣，并依次包括以下步驟1)制粉將主料和輔料分別進(jìn)行烘干和球磨后，混合并攪拌得到混合物；
2)制蠟餅將步驟1)所得到的混合物加入石蠟，攪拌成糊狀，制作為蠟餅；
3)成型將步驟2)制成的蠟餅加熱并攪勻，然后填裝入模具，熱壓成型為成型體；
4)低溫排蠟和高溫?zé)Y(jié)將步驟3)制成的成型體進(jìn)行排蠟后高溫?zé)Y(jié)制為半成品；
5)拋光將步驟4)制成的半成品粗磨、拋光；
6)清洗。優(yōu)化的，步驟1)所述的烘干為在烘干機(jī)中進(jìn)行，設(shè)定烘干溫度為130 180°C，所需烘干的時(shí)間6 9小時(shí)；所述的球磨為在球磨機(jī)中進(jìn)行，設(shè)定時(shí)間為至少20小時(shí)，直至隨機(jī)觀察得到的粉狀體的中位徑為< 3微米。步驟2)所述的所加入的石蠟和步驟1)得到的粉狀體的重量比為0. 1 :1 0. 2
Io步驟2)所述的蠟餅加熱為在80 120°C的環(huán)境中，放置8 12小時(shí)；所述的熱壓成型所需溫度為50 80°C，壓力0. ；35 0. 55Mp。步驟4)所述的低溫排蠟的所需溫度為1000 1300°C，排蠟時(shí)間為M 72小時(shí)， 高溫?zé)Y(jié)為在起始溫度550 600°C，最終溫度為1500 1800°C的逐步升溫的烘窯內(nèi)以行程線速度0. 3 0. 7m/h通過(guò)，通過(guò)所需時(shí)間為M 36小時(shí)。步驟6)所述的清洗所用的清洗液為草酸含量為50% 70%的草酸溶液。采用以上技術(shù)方案以后，尤其是采用本發(fā)明所述的制備工藝得到密封環(huán)后，該密封環(huán)具有的陶瓷材料克服了原有金屬密封環(huán)和塑料密封環(huán)的缺陷，不但密封效果更好，而且可以經(jīng)受所處環(huán)境中酸、堿的腐蝕，同時(shí)，經(jīng)久耐磨，強(qiáng)度較高，使用壽命得到了極大的提高，從而提高了密封盒的使用壽命。而所述的制備工藝所用設(shè)備大部為常用設(shè)備，可操作性較強(qiáng)，而且得到的產(chǎn)品質(zhì)量較高。


圖1是本發(fā)明的密封環(huán)安裝于空心軸上時(shí)的正剖視圖。圖2是本發(fā)明的左密封環(huán)的正剖視圖。圖3是圖2所示的左密封環(huán)的左視圖。圖4是圖2所示的左密封環(huán)的右視圖。圖5是本發(fā)明的右密封環(huán)的正剖視圖。圖6是圖5所示的右密封環(huán)的左視圖。圖7是圖5所示的右密封環(huán)的右視圖。圖中1、左密封環(huán)，12、內(nèi)定位槽；2、右密封環(huán)，22、外定位槽；3、空心軸；4、環(huán)孔。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)發(fā)明做具體說(shuō)明。 如圖1所示內(nèi)部中空的空心軸3設(shè)置于密封盒(圖上未示出)內(nèi)部，左密封環(huán)1和右密封環(huán)2緊接觸的套裝在中空軸上。如圖2、圖3、圖4所示左密封環(huán)1設(shè)置有環(huán)孔4，其大小與截面形狀與空心軸3間隙配合。該環(huán)孔4的左側(cè)邊沿和左密封環(huán)1的左側(cè)面交合部位設(shè)置有沿密封環(huán)的中軸線對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)內(nèi)定位槽12，當(dāng)然，圖上未示出的密封盒上也設(shè)置有與其配合的比如定位塊等防止密封環(huán)旋轉(zhuǎn)的定位裝置。該左密封環(huán)1的右側(cè)為光滑面，其RZ粗糙度< 85。如圖5、圖6、圖7所示右密封環(huán)2也設(shè)置有環(huán)孔4，其大小與截面形狀與空心軸3間隙配合。右密封環(huán)2的外部表面沿右密封環(huán)2的縱向軸線對(duì)稱且均勻分布的設(shè)置有四個(gè)外定位槽22，當(dāng)然，圖上未示出的密封盒上也設(shè)置有與其配合的比如定位塊等防止密封環(huán)旋轉(zhuǎn)的定位裝置，或者是其他的雖然未直接設(shè)置在密封盒上，但是可以間接的實(shí)現(xiàn)防止密封環(huán)旋轉(zhuǎn)的定位裝置。該右密封環(huán)2的左側(cè)為光滑面，其RZ粗糙度< 85。 如圖1所示左密封環(huán)1和右密封環(huán)2通過(guò)左密封環(huán)1的右側(cè)面和右密封環(huán)2的左側(cè)面的緊接觸而達(dá)到緊接觸的效果。下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的制備工藝 實(shí)施例1
1)首先以重量計(jì)取99. 5%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅0. 2份，高嶺土 0. 2份， 氧化鋯0. 2份，碳酸鈣3. 4份混合作為輔料。2)分別將主料和輔料在130°C的條件下進(jìn)行烘干，然后將各自的烘干體分別裝入球磨機(jī)，球磨20小時(shí)；分別隨機(jī)分析各自的粉狀物的中位徑為< 3微米。當(dāng)然，如果未達(dá)到粒度要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)球磨時(shí)間1 2小時(shí)直至隨即分析的粉狀物粒度得到要求。當(dāng)各自粒度均達(dá)到要求后，將各自粉狀物充分混合，攪拌至均勻。3)按比例加入10重量份的石蠟，攪拌后制成糊狀，靜態(tài)放置制作為蠟餅。將蠟餅在80°C的環(huán)境中加熱8小時(shí)，并攪拌均勻，然后填裝入模具，在50°C、0. 35Mpa中熱壓成型。4)將熱壓成型體在1000°C的條件下排蠟，排蠟時(shí)間為M小時(shí)，高溫?zé)Y(jié)為在起始溫度550°C，最終溫度為1500°C的逐步升溫的烘窯內(nèi)以行程線速度0. 3m/h通過(guò)，通過(guò)所需時(shí)間為M小時(shí)，最終燒結(jié)制成半成品。5)將半成品機(jī)械粗磨和拋光，特別是左密封環(huán)1的右側(cè)面和右密封環(huán)2的左側(cè)面拋光至RZ粗糙度為85。6)放入50%的草酸溶液中清洗，晾干得到成品。實(shí)施例2
首先以重量計(jì)取99. 8%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅0. 2份，高嶺土 0. 2份，氧化鋯0. 2份，碳酸鈣3. 4份混合作為輔料。其他步驟和參數(shù)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3
首先以重量計(jì)取99. 5%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅1份，高嶺土 1份，氧化鋯1 份，碳酸鈣1份混合作為輔料。其他步驟和參數(shù)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4
首先以重量計(jì)取99. 8%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅0. 55份，高嶺土 0. 7份％， 氧化鋯0. 95份，碳酸鈣1. 8份混合作為輔料。其他步驟和參數(shù)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5
1)首先以重量計(jì)取99. 5%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅0. 2份，高嶺土 0. 2份， 氧化鋯0. 2份，碳酸鈣3. 4份混合作為輔料。
2)分別將主料和輔料在180°C的條件下進(jìn)行烘干，然后將各自的烘干體分別裝入球磨機(jī)，球磨9小時(shí)；分別隨機(jī)分析各自的粉狀物的中位徑為< 3微米。當(dāng)然，如果未達(dá)到粒度要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)球磨時(shí)間1 2小時(shí)直至隨即分析的粉狀物粒度得到要求。當(dāng)各自粒度均達(dá)到要求后，將各自粉狀物充分混合，攪拌至均勻。3)按比例加入20重量份的石蠟，攪拌后制成糊狀，靜態(tài)放置制作為蠟餅。將蠟餅在120°C的環(huán)境中加熱12小時(shí)，并攪拌均勻，然后填裝入模具，在80°C、0. 55Mpa中熱壓成型。4)將熱壓成型體在1300°C的條件下排蠟，排蠟時(shí)間為72小時(shí)，高溫?zé)Y(jié)為在起始溫度600°C，最終溫度為1800°C的逐步升溫的烘窯內(nèi)以行程線速度0. 7m/h通過(guò)，通過(guò)所需時(shí)間為36小時(shí)，最終燒結(jié)制成半成品。5)將半成品機(jī)械粗磨和拋光，特別是左密封環(huán)1的右側(cè)面和右密封環(huán)2的左側(cè)面拋光至RZ粗糙度為85。6)放入70%的草酸溶液中清洗，晾干得到成品。實(shí)施例6
1)首先以重量計(jì)取99. 8%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅0. 2份，高嶺土 0. 2份， 氧化鋯0. 2份，碳酸鈣3. 4份混合作為輔料。2)分別將主料和輔料在180°C的條件下進(jìn)行烘干，然后將各自的烘干體分別裝入球磨機(jī)，球磨M小時(shí)；分別隨機(jī)分析各自的粉狀物的中位徑為< 3微米。當(dāng)然，如果未達(dá)到粒度要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)球磨時(shí)間1 2小時(shí)直至隨即分析的粉狀物粒度得到要求。當(dāng)各自粒度均達(dá)到要求后，將各自粉狀物充分混合，攪拌至均勻。3)按比例加入20重量份的石蠟，攪拌后制成糊狀，靜態(tài)放置制作為蠟餅。將蠟餅在100°c的環(huán)境中加熱10小時(shí)，并攪拌均勻，然后填裝入模具，在60°C、0. 45Mpa中熱壓成型。4)將熱壓成型體在1100°C的條件下排賭，排蠟時(shí)間為50小時(shí)，高溫?zé)Y(jié)為在起始溫度580°C，最終溫度為1600°C的逐步升溫的烘窯內(nèi)以行程線速度0. 5m/h通過(guò)，通過(guò)所需時(shí)間為28小時(shí)，最終燒結(jié)制成半成品。5)將半成品機(jī)械粗磨和拋光，特別是左密封環(huán)1的右側(cè)面和右密封環(huán)2的左側(cè)面拋光至RZ粗糙度為85。6)放入60%的草酸溶液中清洗，晾干得到成品。實(shí)施例7
1)首先以重量計(jì)取99. 8%的氧化鋁96份作為主料；二氧化硅0. 55份，高嶺土 0. 7份， 氧化鋯0. 95份，碳酸鈣1. 8份混合作為輔料。2)分別將主料和輔料在165°C的條件下進(jìn)行烘干，然后將各自的烘干體分別裝入球磨機(jī)，球磨22小時(shí)；分別隨機(jī)分析各自的粉狀物的中位徑為< 3微米。當(dāng)然，如果未達(dá)到粒度要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)球磨時(shí)間1 2小時(shí)直至隨即分析的粉狀物粒度得到要求。當(dāng)各自粒度均達(dá)到要求后，將各自粉狀物充分混合，攪拌至均勻。3)按比例加入130重量份的石蠟，攪拌后制成糊狀，靜態(tài)放置制作為蠟餅。將蠟餅在100°C的環(huán)境中加熱10小時(shí)，并攪拌均勻，然后填裝入模具，在60°C、0. 45Mpa中熱壓成型。CN 102537361 A
4)將熱壓成型體在1200°C的條件下排蠟，排蠟時(shí)間為68小時(shí)，高溫?zé)Y(jié)為在起始溫度580°C，最終溫度為1700°C的逐步升溫的烘窯內(nèi)以行程線速度0. 5m/h通過(guò)，通過(guò)所需時(shí)間為28小時(shí)，最終燒結(jié)制成半成品。5)將半成品機(jī)械粗磨和拋光，特別是左密封環(huán)1的右側(cè)面和右密封環(huán)2的左側(cè)面拋光至RZ粗糙度為85。6)放入60%的草酸溶液中清洗，晾干得到成品。其中，實(shí)施例7的參數(shù)適中。得到的密封環(huán)強(qiáng)度高、耐酸堿性好、適宜磨光加工。由上述方法制得的左、右密封環(huán)，其體積密度為彡3. 7g/cm3，抗彎強(qiáng)度為彡250MPa，20°C 500°C的熱膨脹系數(shù)為彡7.2X10 - 6/°C，導(dǎo)熱系數(shù)為彡17CW/m· k，硬度為彡85Ηρ ·Α，擊穿強(qiáng)度為彡18kv/mm，耐熱度為彡1500°C ；同時(shí)，左密封環(huán)的右側(cè)面和右密封環(huán)的RZ粗糙度< 85。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車水循環(huán)密封盒中的密封環(huán)，其中，密封盒內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)中空的空心軸(3 )，每套密封環(huán)包括一個(gè)左密封環(huán)(1)和一個(gè)與左密封環(huán)(1)配合使用的右密封環(huán)(2 )， 左、右密封環(huán)(1，2)均分別設(shè)置有通透的環(huán)孔(4)，左、右密封環(huán)(1，2)均通過(guò)各自的環(huán)孔 (4)間隙配合的套裝在空心軸(3)上并位于密封盒內(nèi)；左密封環(huán)(1)的右側(cè)面和右密封環(huán) (2)的左側(cè)面為光滑面，兩者相互緊接觸；同時(shí)，左密封環(huán)環(huán)孔(4)的左側(cè)，沿其縱向軸線對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)定位槽(12)，右密封環(huán)(2)的外表面沿縱向軸線對(duì)稱均勻分布有四個(gè)外定位槽(22);其特征在于所述的左、右密封環(huán)(1，2)均由氧化鋁的重量含量不小于95%的陶瓷材料制作，其體積密度為> 3. 7g/cm3，抗彎強(qiáng)度為> 250MPa，20°C 500°C的熱膨脹系數(shù)為彡7. 2X10 — 6/°C，導(dǎo)熱系數(shù)為彡17Cff/m *k，硬度為彡85Ηρ ·Α，擊穿強(qiáng)度為彡18kv/mm, 耐熱度為> 1500°C;同時(shí)，所述的左密封環(huán)(1)的右側(cè)面和右密封環(huán)(2)的RZ粗糙度< 85。
2.一種制作權(quán)利要求1所述的密封環(huán)的制備方法，以重量含量不小于99. 5%的氧化鋁為主料，以二氧化硅、高嶺土、碳酸鈣、氧化鋯混合后作為輔料，以重量份計(jì)取主料96%，二氧化硅0. 2 1%，高嶺土 0. 2 1%，氧化鋯0. 2 1%，足夠補(bǔ)充量份數(shù)的碳酸鈣，并依次包括以下步驟1)制粉將主料和輔料分別進(jìn)行烘干和球磨后得到各自的粉狀體，混合并攪拌得到的粉狀體得到混合物；2)制蠟餅將步驟1)所得到的混合物加入石蠟，攪拌成糊狀，制作為蠟餅；3)成型將步驟幻制成的蠟餅加熱并攪勻，然后填裝入模具，熱壓成型為成型體；4)低溫排蠟和高溫?zé)Y(jié)將步驟幻制成的成型體進(jìn)行排蠟后高溫?zé)Y(jié)制為半成品；5)拋光將步驟4)制成的半成品粗磨、拋光；6)清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封環(huán)的制備方法，步驟1)所述的烘干為在烘干機(jī)中進(jìn)行， 設(shè)定烘干溫度為130 180°C，所需烘干的時(shí)間6 9小時(shí)；所述的球磨為在球磨機(jī)中進(jìn)行， 設(shè)定時(shí)間為至少20小時(shí)，直至隨機(jī)觀察得到的粉狀體的中位徑為< 3微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封環(huán)的制備方法，步驟幻所述的所加入的石蠟和步驟1) 得到的粉狀體的重量比為0. 1 :1 0. 2 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封環(huán)的制備方法，步驟幻所述的蠟餅加熱為在80 120°C 的環(huán)境中，放置8 12小時(shí)；所述的熱壓成型所需溫度為50 80°C，壓力0. 35 0. 55Mp。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封環(huán)的制備方法，步驟4)所述的低溫排蠟的所需溫度為 1000 1300°C，排蠟時(shí)間為M 72小時(shí)，高溫?zé)Y(jié)為在起始溫度550 600°C，最終溫度為1500 1800°C的逐步升溫的烘窯內(nèi)以行程線速度0.3 0. 7m/h通過(guò)，通過(guò)所需時(shí)間為 24 36小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封環(huán)的制備方法，步驟6)所述的清洗所用的清洗液為草酸含量為50% 70%的草酸溶液。
全文摘要
一種用于汽車水循環(huán)密封盒中的密封環(huán)，其中，密封盒內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)中空的空心軸，每套密封環(huán)包括一個(gè)左密封環(huán)和一個(gè)與左密封環(huán)配合使用的右密封環(huán)，左、右密封環(huán)均分別設(shè)置有通透的環(huán)孔，左、右密封環(huán)均通過(guò)各自的環(huán)孔間隙配合的套裝在空心軸上并位于密封盒內(nèi)；左密封環(huán)的右側(cè)面和右密封環(huán)的左側(cè)面為光滑面，兩者相互緊接觸；同時(shí)，左密封環(huán)環(huán)孔的左側(cè)，沿其縱向軸線對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)定位槽，右密封環(huán)的外表面沿縱向軸線對(duì)稱均勻分布有四個(gè)外定位槽；所述的左、右密封環(huán)均由氧化鋁的重量含量不小于95%的陶瓷材料制作，其體積密度為≥3.7g/cm3，抗彎強(qiáng)度為≥250MPa，20℃～500℃的熱膨脹系數(shù)為≤7.2×10－6/℃，導(dǎo)熱系數(shù)為≤17CW/m·k，硬度為≥85Hp·A，擊穿強(qiáng)度為≥18kv/mm，耐熱度為≥1500℃；同時(shí)，所述的左密封環(huán)的右側(cè)面和右密封環(huán)的RZ粗糙度≤85。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102537361SQ201010576848
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張占群, 李國(guó)營(yíng), 王成平 申請(qǐng)人:濟(jì)源市中科新型陶瓷有限公司