CN102322524A - 一种复合密封带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合密封带，包括：内芯以及包裹在所述内芯周围的皮层；其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。本发明提供了复合密封带耐高温、耐高压、耐腐蚀、回弹性好、密封性能好。
Description
技术领域
本发明涉及密封材料领域，尤其涉及一种金属/非金属复合密封带。
背景技术
密封带，是一种广泛应用于汽车、机械、电器、化工领域中的密封垫制作的材料。现有技术中的密封带分为非金属密封带和金属密封带两大类，非金属密封带为橡胶密封带、石棉密封带、聚四氟乙烯密封带；金属密封带为不锈钢密封带、铝带、铜带。密封带需要具有长时间耐环境变化、耐腐蚀、耐氧化、耐高温等性能，而上述材料中，橡胶容易老化变脆，石棉带密封性能不佳，污染环境、有害身体健康。金属密封带回弹性不好，很容易出现泄露。
目前，已经有石墨和金属的复合带，将石墨与金属复合，提高了回弹性，但是降低了耐腐蚀性，不耐高压，易泄露，并且在加工过程中受到尺寸限制，在宽度大于1000mm时，密封带需要拼接才能生产和使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种耐高温、耐高压、耐腐蚀、回弹性好、密封性能好的密封带。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种复合密封带，包括：
内芯以及包裹在所述内芯周围的皮层；
其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；
所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。
优选的，所述非金属材料为非石棉纤维带、高纯石墨带、聚四氟乙烯带中的一种或多种。
优选的，所述金属材料为不锈钢、钛、锆、Ni-Mo合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Fe-Cr合金、Ni-Cu合金。
优选的，所述密封带的截面为“V”形“U”形或”W”形。
优选的，所述皮层的厚度为0.1～0.3mm。
本发明还提供了一种复合密封带的制备方法，包括：
提供内芯：
在所述内芯外包覆皮层；
对所述外皮施加压力，使所述皮层与所述内芯形成相同的形状，并紧紧贴合所述内芯，得到复合密封带；
其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；
所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。
优选的，所述压力为10～100KN。
优选的，所述提供内芯具体为：
将非金属材料制备成截面为“V”形“U”形或”W”形的基材；
处理表面，使表面光滑无突起或杂质，得到内芯。
优选的，所述非金属材料为非石棉纤维带、高纯石墨带、聚四氟乙烯带中的一种或多种。
优选的，所述金属材料为不锈钢、钛、锆、Ni-Mo合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Fe-Cr合金、Ni-Cu合金。
本发明提供了一种复合密封带，包括：内芯以及包裹在所述内芯周围的皮层；其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。本发明提供的复合密封带包括非金属材料制备的内芯和金属材料制备的皮层，将非金属材料的回弹性和金属材料的耐高温，耐腐蚀、耐高压性能相结合，同时所选择的非金属材料与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K，保证了在加工或使用时的高温高压下，金属皮层的形变与非金属内芯的形变保持一致，不会因为受热不均或局部的形变而导致密封带皮层开裂，扭曲、断裂。本发明还提供了一种复合密封带的制备方法。
附图说明
图1本发明提供的复合密封带结构示意图；
图2本发明实施例提供的复合密封带截面示意图；
图3本发明实施例提供的复合密封带截面示意图；
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明提供了一种复合密封带，包括：
内芯以及包裹在所述内芯周围的皮层；
其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；
所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。
本发明提供的复合密封带如图1所示，包括：内芯1由非金属材料制备和皮层2，由金属材料制备的，将非金属材料的回弹性和金属材料的耐高温，耐腐蚀、耐高压性能相结合，同时所选择的非金属材料与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K，保证了在加工或使用时的高温高压下，金属皮层的形变与非金属内芯的形变保持一致，不会因为受热不均或局部的形变而导致密封带皮层开裂，扭曲、断裂。
按照本发明，非金属材料的选择原则是具有良好回弹性和耐腐蚀性能，韧性好、具有一定强度和密封性能的材料，更优选为非石棉纤维带、高纯石墨带、聚四氟乙烯带中的一种或多种，。
按照本发明，所述金属材料选择耐高温、耐腐蚀、抗冲击、耐氧化性能好的金属材料，优选为线性热膨胀系数小于25×10-6/K的金属材料，更优选为不锈钢、钛、锆、Ni-Mo合金Hastelloy B2(HAST B)、Ni-Mo-Cr合金Hastelloy C-276(HAST C)、Ni-Cr-Fe合金Inconel600(INC600)、Ni-Fe-Cr合金Inconol 800(IN 800)、Ni-Cu合金Monel400(MON)中的一种。
由于使用环境的不同，可以选择不同的皮层材料与内芯相结合，能够制备种类更多的密封带，实在不同的使用环境，如低温、高温、强腐蚀等条件。另外，由于使用密封带的位置不同，为了更好的起到密封作用，所述密封带的截面形状也必须与需要密封带部件接口处形状相结合，所述密封带的截面优选为“V”形“U”形或”W”形。例如法兰盘接口处密封需要使用“W”形，而“V”形密封带可以制成卷材，以方便运输和使用，且由于“V”的具有角度的结构，使得密封带的回弹性更好。
按照本发明，所述密封带的厚度不宜太厚，过厚会影响成本，以及需要密封部件的使用，不方便运输、安装，甚至会降低密封性能，所述，本发明使用的所述皮层的厚度优选为0.1～0.3mm；内芯最薄处优选为0.15～0.2mm，最厚处优选为0.2～0.25mm。
本发明还提供了一种复合密封带的制备方法，包括：
提供内芯：
在所述内芯外包覆皮层；
对所述外皮施加压力，使所述皮层与所述内芯形成相同的形状，并紧紧贴合所述内芯，得到复合密封带；
其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；
所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。
本发明提供的所述复合密封带的制备方法根据内芯制备的不同可以为两种，第一种：先制备出具有“V”形“U”形或”W”形的内芯，再用金属包覆所述内芯，在压力作用下，使所述金属皮层也形成“V”形“U”形或”W”形，并紧紧贴合于所述内芯表面。第二种是先制备得到具有一定厚度的带状内芯，再用金属包覆所述内芯，将包覆后的预制件置于具有一定形状模具的机械中施加压力，使皮层与内芯同时形成具有模具形状的密封带。本发明优选使用第二种方法，其中所述施加的压力优选为10～100KN，所述压力根据金属皮层和非金属内芯的硬度以及形变能力不同而进行选择。皮层接口处可不做处理，也可进行简单焊接，使皮层包覆更紧密。
本发明提供的复合密封带包括非金属材料制备的内芯和金属材料制备的皮层，将非金属材料的回弹性和金属材料的耐高温，耐腐蚀、耐高压性能相结合，同时所选择的非金属材料与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K，保证了在加工或使用时的高温高压下，金属皮层的形变与非金属内芯的形变保持一致，不会因为受热不均或局部的形变而导致密封带皮层开裂，扭曲、断裂。
按照本发明，非金属材料的选择原则是具有良好回弹性和耐腐蚀性能，韧性好、具有一定强度和密封性能的材料，更优选为非石棉纤维带、高纯石墨带、聚四氟乙烯带中的一种或多种。
按照本发明，所述金属材料选择耐高温、耐腐蚀、抗冲击、耐氧化性能好的金属材料，优选为线性热膨胀系数小于25×10-6/K的金属材料，更优选为不锈钢、钛、锆、Ni-Mo合金Hastelloy B2(HAST B)、Ni-Mo-Cr合金Hastelloy C-276(HAST C)、Ni-Cr-Fe合金Inconel600(INC600)、Ni-Fe-Cr合金Inconol 800(IN 800)、Ni-Cu合金Monel400(MON)中的一种。
以下为本发明具体实施例，详细阐述本发明方案：
实施例：
取高纯石墨带，在破料机中制备厚度为0.3mm，宽度为4.9mm的带材。
取厚度为0.1mm的316L不锈钢卷材在破料机中制备10.3mm宽度的钢带，再挤压成“U”形结构如图3所示，将制备好的高纯石墨带材置于“U”形不锈钢带材中，在包裹机上将不锈钢卷材包覆所述高纯石墨带材，然后在“V”形成型机上施加50KN的压力，得到“V”的4.5宽的复合密封带，如图2所示。
将“V”形复合密封带在内径276mm外径292mm厚2mm的钢环上绕至外径312mm得到公称压力为100公斤，使用温度700℃(因316L是可以耐700℃的，虽然高纯石墨在氧化情况下只能达到500℃，但已被316L钢带封闭包裹起来了，不会与介质接触而产生氧化，高纯石墨在非氧化情况下可达到800℃)，耐强腐蚀的密封垫(因316L是耐强腐蚀的，虽然高纯石墨不耐强腐蚀，但已被316L钢带封闭包裹起来了，不会与介质接触)，将此垫片安装在打压设备中，根据打压的技术要求，根据GB/T 4622.3-2007《缠绕式垫片技术条件》所记载的关于垫片密封性检测的实验方法对本实施例提供的密封带制备的垫片的密封性能，从而得到复合密封带的密封性能，结果如下：打压压力需达到公称压力的1.5倍即需达到150公斤，并保持30分钟无渗透，连续做三次试验，取出垫片，垫片除内外径及厚度外应完好无缺即合格。
根据表中所示的数据证明，本发明提供的复合密封带满足国家标准所提供的性能要求。能够证明本发明提供的复合密封带耐高温、耐高压、耐腐蚀、回弹性好、密封性能好。
以上对本发明提供的一种复合密封带进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种复合密封带，其特征在于，包括：
内芯以及包裹在所述内芯周围的皮层；
其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；
所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。
2.根据权利要求1所述的密封带，其特征在于，所述非金属材料为非石棉纤维带、高纯石墨带、聚四氟乙烯带中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的密封带，其特征在于，所述金属材料为不锈钢、钛、锆、Ni-Mo合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Fe-Cr合金、Ni-Cu合金。
4.根据权利要求1所述的复合密封带，其特征在于，所述密封带的截面为“V”形“U”形或”W”形。
5.根据权利要求1所述的复合密封带，其特征在于，所述皮层的厚度为0.1～0.3mm。
6.一种权利要求1所述的复合密封带的制备方法，其特征在于，包括：
提供内芯：
在所述内芯外包覆皮层；
对所述外皮施加压力，使所述皮层与所述内芯形成相同的形状，并紧紧贴合所述内芯，得到复合密封带；
其中，内芯由非金属材料构成，所述皮层由金属材料构成；
所述非金属材料的线性热彭正系数与所述金属材料的线性热膨胀系数之差为2～5-6/K。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压力为10～100KN。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述提供内芯具体为：
将非金属材料制备成截面为“V”形“U”形或”W”形的基材；
处理表面，使表面光滑无突起或杂质，得到内芯。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述非金属材料为非石棉纤维带、高纯石墨带、聚四氟乙烯带中的一种或多种。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属材料为不锈钢、钛、锆、Ni-Mo合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Fe-Cr合金、Ni-Cu合金。
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