一種復合密封帶的制作方法

專利名稱：一種復合密封帶的制作方法
技術領域：
本發明涉及密封材料領域，尤其涉及一種金屬/非金屬復合密封帶。
背景技術：
密封帶，是一種廣泛應用于汽車、機械、電器、化工領域中的密封墊制作的材料。現有技術中的密封帶分為非金屬密封帶和金屬密封帶兩大類，非金屬密封帶為橡膠密封帶、 石棉密封帶、聚四氟乙烯密封帶；金屬密封帶為不銹鋼密封帶、鋁帶、銅帶。密封帶需要具有長時間耐環境變化、耐腐蝕、耐氧化、耐高溫等性能，而上述材料中，橡膠容易老化變脆，石棉帶密封性能不佳，污染環境、有害身體健康。金屬密封帶回彈性不好，很容易出現泄露。目前，已經有石墨和金屬的復合帶，將石墨與金屬復合，提高了回彈性，但是降低了耐腐蝕性，不耐高壓，易泄露，并且在加工過程中受到尺寸限制，在寬度大于IOOOmm時， 密封帶需要拼接才能生產和使用。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、回彈性好、密封性能好的密封帶。為了解決以上技術問題，本發明提供了一種復合密封帶，包括內芯以及包裹在所述內芯周圍的皮層；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為
2 5-6/K。優選的，所述非金屬材料為非石棉纖維帶、高純石墨帶、聚四氟乙烯帶中的一種或多種。優選的，所述金屬材料為不銹鋼、鈦、鋯、Ni-Mo合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Fe-Cr 合金、Ni-Cu 合金。優選的，所述密封帶的截面為“V”形“U”形或” W”形。優選的，所述皮層的厚度為0. 1 0. 3mm。本發明還提供了一種復合密封帶的制備方法，包括提供內芯在所述內芯外包覆皮層；對所述外皮施加壓力，使所述皮層與所述內芯形成相同的形狀，并緊緊貼合所述內芯，得到復合密封帶；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為
2 5-6/K。優選的，所述壓力為10 100KN。
優選的，所述提供內芯具體為將非金屬材料制備成截面為“V”形“U”形或” W”形的基材；處理表面，使表面光滑無突起或雜質，得到內芯。優選的，所述非金屬材料為非石棉纖維帶、高純石墨帶、聚四氟乙烯帶中的一種或多種。優選的，所述金屬材料為不銹鋼、鈦、鋯、Ni-Mo合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Fe-Cr 合金、Ni-Cu 合金。本發明提供了一種復合密封帶，包括內芯以及包裹在所述內芯周圍的皮層；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2 5—6/K。本發明提供的復合密封帶包括非金屬材料制備的內芯和金屬材料制備的皮層，將非金屬材料的回彈性和金屬材料的耐高溫， 耐腐蝕、耐高壓性能相結合，同時所選擇的非金屬材料與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2 5_6/K，保證了在加工或使用時的高溫高壓下，金屬皮層的形變與非金屬內芯的形變保持一致，不會因為受熱不均或局部的形變而導致密封帶皮層開裂，扭曲、斷裂。本發明還提供了一種復合密封帶的制備方法。


圖1本發明提供的復合密封帶結構示意圖；圖2本發明實施例提供的復合密封帶截面示意圖；圖3本發明實施例提供的復合密封帶截面示意具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明的優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點而不是對本發明專利要求的限制。本發明提供了一種復合密封帶，包括內芯以及包裹在所述內芯周圍的皮層；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為
2 5-6/Κ。本發明提供的復合密封帶如圖1所示，包括內芯1由非金屬材料制備和皮層2， 由金屬材料制備的，將非金屬材料的回彈性和金屬材料的耐高溫，耐腐蝕、耐高壓性能相結合，同時所選擇的非金屬材料與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2 5—6/Κ，保證了在加工或使用時的高溫高壓下，金屬皮層的形變與非金屬內芯的形變保持一致，不會因為受熱不均或局部的形變而導致密封帶皮層開裂，扭曲、斷裂。按照本發明，非金屬材料的選擇原則是具有良好回彈性和耐腐蝕性能，韌性好、具有一定強度和密封性能的材料，更優選為非石棉纖維帶、高純石墨帶、聚四氟乙烯帶中的一種或多種，。按照本發明，所述金屬材料選擇耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊、耐氧化性能好的金屬材料，優選為線性熱膨脹系數小于25X10_6/K的金屬材料，更優選為不銹鋼、鈦、鋯、Ni-Mo 合金 Hastelloy B2 (HAST B)、Ni-Mo-Cr 合金 Hastelloy C-276 (HAST C)、Ni-Cr-Fe 合金 hconel600(INC600)、Ni-Fe-Cr 合金 hconol 800 (IN 800)、Ni_Cu 合金 Monel400 (MON)中的一種。由于使用環境的不同，可以選擇不同的皮層材料與內芯相結合，能夠制備種類更多的密封帶，實在不同的使用環境，如低溫、高溫、強腐蝕等條件。另外，由于使用密封帶的位置不同，為了更好的起到密封作用，所述密封帶的截面形狀也必須與需要密封帶部件接口處形狀相結合，所述密封帶的截面優選為“V”形“U”形或” W”形。例如法蘭盤接口處密封需要使用“W”形，而“V”形密封帶可以制成卷材，以方便運輸和使用，且由于“V”的具有角度的結構，使得密封帶的回彈性更好。按照本發明，所述密封帶的厚度不宜太厚，過厚會影響成本，以及需要密封部件的使用，不方便運輸、安裝，甚至會降低密封性能，所述，本發明使用的所述皮層的厚度優選為 0. 1 0. 3mm ；內芯最薄處優選為0. 15 0. 2mm，最厚處優選為0. 2 0. 25_。本發明還提供了一種復合密封帶的制備方法，包括提供內芯 在所述內芯外包覆皮層；對所述外皮施加壓力，使所述皮層與所述內芯形成相同的形狀，并緊緊貼合所述內芯，得到復合密封帶；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為
2 5-6/K。本發明提供的所述復合密封帶的制備方法根據內芯制備的不同可以為兩種，第一種先制備出具有“V”形“U”形或”W”形的內芯，再用金屬包覆所述內芯，在壓力作用下，使所述金屬皮層也形成“V”形“U”形或”W”形，并緊緊貼合于所述內芯表面。第二種是先制備得到具有一定厚度的帶狀內芯，再用金屬包覆所述內芯，將包覆后的預制件置于具有一定形狀模具的機械中施加壓力，使皮層與內芯同時形成具有模具形狀的密封帶。本發明優選使用第二種方法，其中所述施加的壓力優選為10 100KN，所述壓力根據金屬皮層和非金屬內芯的硬度以及形變能力不同而進行選擇。皮層接口處可不做處理，也可進行簡單焊接，使皮層包覆更緊密。本發明提供的復合密封帶包括非金屬材料制備的內芯和金屬材料制備的皮層，將非金屬材料的回彈性和金屬材料的耐高溫，耐腐蝕、耐高壓性能相結合，同時所選擇的非金屬材料與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2 5_6/K，保證了在加工或使用時的高溫高壓下，金屬皮層的形變與非金屬內芯的形變保持一致，不會因為受熱不均或局部的形變而導致密封帶皮層開裂，扭曲、斷裂。按照本發明，非金屬材料的選擇原則是具有良好回彈性和耐腐蝕性能，韌性好、具有一定強度和密封性能的材料，更優選為非石棉纖維帶、高純石墨帶、聚四氟乙烯帶中的一種或多種。按照本發明，所述金屬材料選擇耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊、耐氧化性能好的金屬材料，優選為線性熱膨脹系數小于25Χ10_6/Κ的金屬材料，更優選為不銹鋼、鈦、鋯、Ni-Mo合金 Hastelloy B2 (HAST B)、Ni-Mo-Cr 合金 Hastelloy C-276 (HAST C)、Ni-Cr-Fe 合金 hconel600(INC600)、Ni-Fe-Cr 合金 hconol 800 (IN 800)、Ni_Cu 合金 Monel400 (MON)中的一種。以下為本發明具體實施例，詳細闡述本發明方案實施例取高純石墨帶，在破料機中制備厚度為0. 3mm,寬度為4. 9mm的帶材。取厚度為0. Imm的316L不銹鋼卷材在破料機中制備10. 3mm寬度的鋼帶，再擠壓成“U”形結構如圖3所示，將制備好的高純石墨帶材置于“U”形不銹鋼帶材中，在包裹機上將不銹鋼卷材包覆所述高純石墨帶材，然后在“V”形成型機上施加50KN的壓力，得到“V” 的4. 5寬的復合密封帶，如圖2所示。將“V”形復合密封帶在內徑276mm外徑292mm厚2mm的鋼環上繞至外徑312mm得到公稱壓力為100公斤，使用溫度700°C (因316L是可以耐700°C的，雖然高純石墨在氧化情況下只能達到500°C，但已被316L鋼帶封閉包裹起來了，不會與介質接觸而產生氧化，高純石墨在非氧化情況下可達到800°C )，耐強腐蝕的密封墊(因316L是耐強腐蝕的，雖然高純石墨不耐強腐蝕，但已被316L鋼帶封閉包裹起來了，不會與介質接觸)，將此墊片安裝在打壓設備中，根據打壓的技術要求，根據GB/T 4622. 3-2007《纏繞式墊片技術條件》所記載的關于墊片密封性檢測的實驗方法對本實施例提供的密封帶制備的墊片的密封性能，從而得到復合密封帶的密封性能，結果如下打壓壓力需達到公稱壓力的1. 5倍即需達到150公斤，并保持30分鐘無滲透，連續做三次試驗，取出墊片，墊片除內外徑及厚度外應完好無缺即合格。根據表中所示的數據證明，本發明提供的復合密封帶滿足國家標準所提供的性能要求。能夠證明本發明提供的復合密封帶耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、回彈性好、密封性能好。以上對本發明提供的一種復合密封帶進行了詳細的介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種復合密封帶，其特征在于，包括 內芯以及包裹在所述內芯周圍的皮層；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2 5_6/K0
2.根據權利要求1所述的密封帶，其特征在于，所述非金屬材料為非石棉纖維帶、高純石墨帶、聚四氟乙烯帶中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的密封帶，其特征在于，所述金屬材料為不銹鋼、鈦、鋯、Ni-Mo 合金、Ni-Mo-Cr 合金、Ni-Cr-Fe 合金、Ni-Fe-Cr 合金、Ni-Cu 合金。
4.根據權利要求1所述的復合密封帶，其特征在于，所述密封帶的截面為“V”形“U”形或” W”形。
5.根據權利要求1所述的復合密封帶，其特征在于，所述皮層的厚度為0.1 0. 3mm。
6.一種權利要求1所述的復合密封帶的制備方法，其特征在于，包括 提供內芯在所述內芯外包覆皮層；對所述外皮施加壓力，使所述皮層與所述內芯形成相同的形狀，并緊緊貼合所述內芯， 得到復合密封帶；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2 5_6/K0
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述壓力為10 100KN。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述提供內芯具體為 將非金屬材料制備成截面為“V”形“U”形或” W”形的基材；處理表面，使表面光滑無突起或雜質，得到內芯。
9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述非金屬材料為非石棉纖維帶、高純石墨帶、聚四氟乙烯帶中的一種或多種。
10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述金屬材料為不銹鋼、鈦、鋯、 Ni-Mo 合金、Ni-Mo-Cr 合金、Ni-Cr-Fe 合金、Ni-Fe-Cr 合金、Ni-Cu 合金。
全文摘要
本發明提供一種復合密封帶，包括內芯以及包裹在所述內芯周圍的皮層；其中，內芯由非金屬材料構成，所述皮層由金屬材料構成；所述非金屬材料的線性熱彭正系數與所述金屬材料的線性熱膨脹系數之差為2～5-6/K。本發明提供了復合密封帶耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、回彈性好、密封性能好。
文檔編號F16J15/00GK102322524SQ20111025265
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者霍均祥 申請人:成都均英密封材料有限公司