，這比單純的富油潤滑效果更好；3)即使干摩擦條件下，微坑或微溝槽可以容納因磨損產(chǎn)生的微磨粒，從而降低由于磨粒產(chǎn)生的高磨損。
[0023]本發(fā)明優(yōu)選采用窄線、面摩擦副浮動油封，其結(jié)構(gòu)能夠使得摩擦副2在對位工作時有較大的裝配余量，即便是安裝有誤差，沒有保證同軸，以及靜置狀態(tài)時產(chǎn)生偏心位移，都能保證線、面接觸，保持摩擦副的接觸質(zhì)量和密封效果，使得油封具有較好的耐磨性能和較高的使用壽命。特別是在摩擦面進行微坑或微溝槽織構(gòu)化處理后，窄線、面摩擦副浮動油封的摩擦面采用線接觸，能夠極大地保證油封處于富油潤滑的狀態(tài)，油膜的形成更為穩(wěn)固，效果更佳。
[0024]進一步地，為提高使用壽命，所述銳面摩擦組件2b的截面為半橢圓形或梯形，優(yōu)選采用梯形結(jié)構(gòu)。這樣加工時為平面加工，加工成本會更低。所述銳面摩擦組件2b的摩擦工作面寬度優(yōu)選為0.3-1.5mm。
[0025]為進一步提高使用壽命，所述摩擦副2采用氧化鋁陶瓷材料或其它工程陶瓷材料制成。在線接觸的摩擦狀態(tài)下，摩擦副的線/面組合結(jié)構(gòu)，相對于面/面組合結(jié)構(gòu)，減少了摩擦接觸面，提高了兩個摩擦副的接觸質(zhì)量和密封潤滑效果，相當于降低了摩擦系數(shù)，有效降低摩擦副的發(fā)熱量，降低潤滑油、脂分解汽化的不利因素，促進理想潤滑狀態(tài)的形成，那么摩擦產(chǎn)生的發(fā)熱量就相對小，完全能被潤滑油、脂導出，因而選擇導熱系數(shù)較差的陶瓷材料，也不會產(chǎn)生因?qū)岵涣?，溫度快速升高的問題。所述摩擦副2采用氧化鋁含量75°/『99%、原晶粒度小于0.δ-?μπι的氧化鋁陶瓷粉料，干壓、等靜壓成型后，毛坯1200~1700°C高溫燒結(jié)而成，毛坯燒結(jié)溫度優(yōu)選為1400~1650°C。這樣制備出來的陶瓷材料的摩擦副2硬度更大，耐磨性能最優(yōu)，使用壽命也最長。加工出的陶瓷材料的摩擦副2可以采用過盈配合或者粘接的方式固定在密封環(huán)體1的端面。陶瓷材料燒結(jié)成瓷后自然形成的“天生缺陷” 一一微坑，正是摩擦工作表面所需的，可用于儲存潤滑油、脂促進油膜形成、改善潤滑條件的微型儲油池。甚至可以采用必需的外界條件和手段，人為有目的性地讓陶瓷材料燒結(jié)后，形成有規(guī)律排列的，表面含有大量開口、表里孔隙閉口的陶瓷體。
[0026]本發(fā)明的摩擦副2構(gòu)件以及整個浮動油封環(huán)體1還可采用含有改性納米級陶瓷晶粒作為第二相質(zhì)點彌散強化后的金屬材料制成，改性納米級陶瓷晶粒的含量為0.1°/『4%.這樣一來可以直接采用鑄造或者粉末冶金的制造方式，將摩擦副2和密封環(huán)體1 一體化成型，如果摩擦副表面微坑組織不良，再進行表面織構(gòu)優(yōu)化處理，使表面微坑組織的尺寸、形態(tài)、排列、數(shù)量達到可控性。相較于陶瓷材料的工件，加工和生產(chǎn)成本會更低。在制造時，只需將事先購置的改性納米級陶瓷晶粒均勻混入金屬材料中既可，除非對稱結(jié)構(gòu)會加開一套模具外，后續(xù)的生產(chǎn)加工過程和現(xiàn)有油封幾乎沒有區(qū)別。彌散化分布的改性納米級陶瓷晶粒能夠有效提高金屬的機加工性能，其強度、耐磨性能等均會有較大幅度提高，而且導熱性能幾乎不會有任何變化，雖然耐磨性不如陶瓷材料，但導熱性、韌性都更好，而且加工成本更低。
[0027]為提高彌散強化效果，所述改性納米級陶瓷晶粒的顆粒粒度不超過60nm，改性納米級陶瓷晶粒的顆粒粒度優(yōu)選為10~30nm。所述摩擦副2內(nèi)改性納米級陶瓷晶?？刹捎肁1203陶瓷晶粒或ThO 2陶瓷晶?；験 203陶瓷晶?；蛏鲜鎏沾删Я５慕M份混合體。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，陶瓷晶粒優(yōu)選采用純度在99%以上的改性納米級A1203陶瓷晶粒。
[0028]在實際生產(chǎn)過程中，也可以單對平面摩擦組件2a采用高強度的材料，比如上述提及的陶瓷材料或者彌散強化的金屬材料等，以保證在偏心運行時，平面摩擦組件2a的摩擦面能夠不易損壞，保持理想潤滑狀態(tài)。
[0029]本發(fā)明可以采用鑄造或粉末冶金工藝，以彌散強化后的金屬材料為原料來制備摩擦副組件，而后以薄板沖壓或者注塑方式制造金屬密封環(huán)體或塑料密封環(huán)體，最后裝配完成。也可以采用一體化成型的方式:直接以鑄造的方式，以彌散強化后的金屬材料為原料鑄造成型；直接以粉末冶金的方式，以彌散強化后的金屬材料為原料干壓燒結(jié)成型。采用鑄造或粉末冶金工藝其摩擦表面會具有自然的微坑或微溝槽織構(gòu)，如果摩擦副表面微坑組織不良，再進行表面織構(gòu)優(yōu)化處理。本發(fā)明還可以采用鍛造的方式制造摩擦副構(gòu)件以及整個浮動油封環(huán)體，而后采用機械制造、表面拋丸處理、等離子刻蝕、電子束刻蝕、電火花加工、激光加工、化學腐蝕等方式對摩擦表面進行織構(gòu)化處理?？棙?gòu)化處理的微凹陷3的微觀形狀可以是壁虎腳結(jié)構(gòu)、管陣結(jié)構(gòu)、翹片結(jié)構(gòu)、凸凹點陣結(jié)構(gòu)，也可以是纖維燒結(jié)氈結(jié)構(gòu)、疏水溝等結(jié)構(gòu)。
[0030]本發(fā)明的核心是在浮動油封的摩擦面進行織構(gòu)化處理和/或表面織構(gòu)優(yōu)化處理，使其具有微坑或微溝槽，以達到利于在油封的摩擦面形成油膜，提高油封的密封形成和潤滑效果，增強耐磨性能，延長使用壽命的目的。因此，本發(fā)明的保護范圍不僅限于上述實施例，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，任何利用上述機理的改變或變形，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，包括上、下結(jié)構(gòu)對稱的一對密封環(huán)體(1 )，其特征在于:所述一對密封環(huán)體(1)的相對的兩個端面分別設(shè)置有耐摩擦組件，兩個耐摩擦組件形成一對對位配合的摩擦副(2)，所述摩擦副(2)的耐摩擦組件中的一個或兩個的耐摩擦工作面具有微坑或微溝槽織構(gòu)化結(jié)構(gòu)，其表面具有廣布的微凹陷(3)，所述微凹陷(3)為微坑或微溝槽，用于儲存潤滑油、脂等潤滑物質(zhì)，使耐摩擦工作面表面能夠形成一層油膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述微凹陷(3)的深度不超過30-100 μm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)的一個耐摩擦組件為平面摩擦組件(2a)，其摩擦工作面為平面，其最小寬度大于浮動油封裝配時所允許的最大中心偏心距離，另一個耐摩擦組件為銳面摩擦副組件(2b)，其截面為一側(cè)窄一側(cè)寬的形狀，窄側(cè)的窄線型端面為工作面，平面摩擦組件(2a)的摩擦面進行了微坑或微溝槽織構(gòu)化處理；或者兩個耐摩擦組件均為平面摩擦組件(2a)，其一個或兩個的摩擦面進行了微坑或微溝槽織構(gòu)化處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述銳面摩擦組件(2b)的摩擦工作面寬度為0.3-1.5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述銳面摩擦組件(2b)的截面為半橢圓形或梯形。6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一項所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)采用氧化鋁陶瓷材料或其它工程陶瓷材料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)采用氧化鋁含量75°/『99%、原晶粒度小于0.δ-?μ?的氧化鋁陶瓷粉料，干壓、等靜壓成型后，毛還1200~1700°C高溫燒結(jié)而成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)毛坯燒結(jié)溫度為1400~1650°C。9.根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一項所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)采用含有以改性納米級陶瓷晶粒作為第二相質(zhì)點彌散強化后的金屬材料制成，改性納米級陶瓷晶粒的含量為0.1%~4%。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述改性納米級陶瓷晶粒的顆粒粒度不超過60nm。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述改性納米級陶瓷晶粒的顆粒粒度為10~30nm。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)內(nèi)改性納米級陶瓷晶粒為A1203陶瓷晶粒或ThO 2陶瓷晶?；験 203陶瓷晶粒或上述陶瓷晶粒的組份混合體。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)內(nèi)陶瓷晶粒優(yōu)選為純度在99%以上的改性納米級A1203陶瓷晶粒。14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，其特征在于:所述摩擦副(2)內(nèi)陶瓷晶粒為A1203陶瓷晶?；騎hO 2陶瓷晶?；験 203陶瓷晶?；蛏鲜鎏沾删Я５慕M份 混合體。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有儲油微孔耐磨面的浮動油封，包括上、下結(jié)構(gòu)對稱的一對密封環(huán)體，所述一對密封環(huán)體的相對的兩個端面分別設(shè)置有耐摩擦組件，兩個耐摩擦組件形成一對對位配合的摩擦副，所述摩擦副的耐摩擦組件中的一個或兩個的耐摩擦工作面具有微坑或微溝槽織構(gòu)化結(jié)構(gòu)，其表面具有廣布的微凹陷，所述微凹陷為微坑或微溝槽，用于儲存潤滑油、脂等潤滑物質(zhì)，使耐摩擦工作面表面能夠形成一層油膜。本發(fā)明能夠有效提高工作面的耐磨損度、增加使用壽命、并且能夠有效保證密封。
【IPC分類】F16J15/50
【公開號】CN105351529
【申請?zhí)枴緾N201510760354
【發(fā)明人】李純
【申請人】李純
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月10日