機(jī)械密封對(duì)彈性元件材料的要求是材料強(qiáng)度高、耐疲勞、低溫能耐介質(zhì)的腐蝕和長(zhǎng)期工作不降低或失去彈性。
一、彈簧
壓縮彈簧是機(jī)械密封中使用普遍的加載彈性元件。常用的彈簧材料有磷青銅、碳素彈簧鋼（65Mn、60Si2Mn、50CrVA等）、鉻鋼（3Cr13、4Cr13等）、不銹鋼（1Cr18Ni9、0Cr17Ni7Al、0Cr17Ni12Mo2Ti等）。鎳合金（NCu28-2.5-1.5 蒙乃爾合金）。
磷青銅彈簧在海水、油類介質(zhì)中使用效果良好。碳素彈簧鋼彈簧用在化學(xué)中性介質(zhì)中，鉻鋼彈簧適用于弱腐蝕性介質(zhì)，不銹鋼彈簧適用于腐蝕性介質(zhì)。對(duì)于不銹鋼不能耐強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)，往往采用彈簧加保護(hù)層的方法。一種是用橡膠、塑料軟管套在彈簧上，將管的兩端封死，用以保護(hù)彈簧不受腐蝕破壞。另一種是采用噴涂的方法，將耐腐蝕材料噴涂于彈簧鋼絲表面，使之保護(hù)彈簧不受腐蝕也不降低其彈性力。如噴涂聚三氟氯乙烯材料，它具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐各種濃度的酸、堿、無(wú)機(jī)鹽類以及較低溫度下的強(qiáng)氧化劑。在室溫下能耐一般有機(jī)溶劑。但不耐高溫的濃硝酸、發(fā)煙硝酸、濃鹽酸、氫氟酸以及強(qiáng)有機(jī)溶劑。它在-80℃~150℃溫度范圍內(nèi)可長(zhǎng)期使用。
鎳合金具有良好的高低溫力學(xué)性能、壓力加工性能和耐腐蝕性。尤其對(duì)海水的耐蝕能力最為突出，但在無(wú)機(jī)酸（硝酸、鹽酸、亞硫酸、鉻酸等）中腐蝕迅速。鎳合金不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化，只能通過(guò)冷拔（軋）來(lái)提高強(qiáng)度。為了消除應(yīng)力，可在300℃左右回火后使用。NCu28-2.5-1.5（蒙乃爾合金）經(jīng)300～340℃回火后洛氏硬度27～28HRc，強(qiáng)度高，在腐蝕性氣氛中或在食品接觸的彈簧廣泛采用。機(jī)械密封常用彈簧材料的性能見(jiàn)表6-37。
表6-37 常用彈簧材料性能
| 材料代號(hào) | 彈性模量E ×103MPa | 切邊模量G ×103MPa | 推薦使用溫度℃ | 特性及適用范圍 |
| 65Mn 60Si2Mn 50CrVA | 0.5≤d≤4 206～196 d＞4 196 | 0.5≤d≤4 81.8～78.8 d＞4 78.8 | -40~120 | 強(qiáng)度高、加工性能好、適于作一般工況的或簡(jiǎn)易密封用彈簧 |
| 1Cr18Ni9 | 193.2 | 71.7 | -250~+250 | 一般用于制造耐腐蝕、耐高、低溫的彈簧 |
| 3Cr 13 4Cr 13 | 214.8 | 75.7 | -40～+300 | 強(qiáng)度高，耐高溫，適用做較大尺寸彈簧 |
| 0Cr 17Ni17Al | 183.4 | 73.5 | -40～+300 | 有很高強(qiáng)度，耐腐蝕、耐高溫、加工性能好 |
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