碳化硅陶瓷作為現(xiàn)代工程陶瓷之一，是一種人工合成的新型無(wú)機(jī)非金屬材料。硬度僅次于金剛石，具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕、耐磨、耐高溫性能以及機(jī)械強(qiáng)度高、自潤(rùn)滑性能好、抗高溫蠕變、摩擦系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，可廣泛用于石油、冶金、化工、機(jī)械、航空、航天原子能等領(lǐng)域，常用做機(jī)械密封的摩擦副材料。大量試驗(yàn)表明，碳化硅是目前摩擦副中最優(yōu)秀的材料，尤以無(wú)壓燒結(jié)SiC和熱壓燒結(jié)SiC的性能最佳。

  目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的無(wú)壓燒結(jié)SsiC主要性能指標(biāo)已接近國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。雖然熱壓燒結(jié)SiC的性能為最佳，但制造成本昂貴，尚未大量應(yīng)用。利用SiC的優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用在屏蔽電泵和磁力泵領(lǐng)域。大連四方電泵從2001年開始進(jìn)行全碳化硅陶瓷摩擦副研究開發(fā)，軸承、軸承套、推力盤均采用無(wú)壓燒結(jié)SSiC材料。2002年開始應(yīng)用于產(chǎn)品，取得了良好業(yè)績(jī)。2003年初，在原有的成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行了改進(jìn)：

  1.改進(jìn)軸承套扭距傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，解決了軸承套端部開口造成的應(yīng)力集中，提高了可靠性。

  2.增設(shè)了彈性自動(dòng)補(bǔ)償套，能自動(dòng)補(bǔ)償徑向因溫升導(dǎo)致的材質(zhì)膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。

  3.獨(dú)特的推力盤結(jié)構(gòu)，更具有可靠性。

  碳化硅作為屏蔽電泵軸承時(shí)，因其具熱膨脹系數(shù)小、材料較脆、容易破裂等特點(diǎn)所帶來(lái)的問(wèn)題需要解決。

  碳化硅熱膨脹系數(shù)是不銹鋼的1/4，當(dāng)介質(zhì)的溫度較高時(shí)，與同其配合不銹鋼件產(chǎn)生間隙或過(guò)盈而導(dǎo)致軸承損壞；斷裂韌性是不銹鋼的1/50，材料較脆，受到?jīng)_擊力作用時(shí)容易碎裂，特別是棱角之處。

  彈性系數(shù)是不銹鋼的1/50，機(jī)械性較脆，易破損。熱膨脹系數(shù)是不銹鋼的1/4,與其(不銹鋼)配合時(shí)應(yīng)注意。

  結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題

  如果液溫100(℃)的泵上采用直徑d=50(mm)轉(zhuǎn)子軸(不銹鋼)，將出現(xiàn)下述問(wèn)題：軸套和轉(zhuǎn)子軸之間的間隙將達(dá)到0.052mm，即軸套和轉(zhuǎn)子軸之間間隙比常溫時(shí)(20℃)縮小0.052mm。要取得常溫時(shí)的間隙，軸套和轉(zhuǎn)子軸之間間隙變大。所以,常溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸套容易破損,再用于高溫液時(shí)就更容易出現(xiàn)故障。

  大連四方電泵有限公司通過(guò)不斷的改進(jìn)和完善，解決了軸承套端部開口造成的應(yīng)力集中，提高了可靠性，增設(shè)了彈性自動(dòng)補(bǔ)償套，能自動(dòng)補(bǔ)償徑向因溫升導(dǎo)致的材質(zhì)膨脹差異，使碳化硅軸承在屏蔽電泵上獲得成功應(yīng)用，泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。碳化硅軸承在我公司的基本型PB、逆循環(huán)型PBN、水冷高溫型PBG、泥漿型PBLK、自吸型PBZ、保溫型PBB、大功率立式PBGL、小流量型PBX等屏蔽電泵產(chǎn)品中已全面獲得實(shí)際應(yīng)用。使用功率在0.75－75Kw，溫度范圍為0℃—250℃，主要應(yīng)用工況為：a.要求長(zhǎng)壽命，b.介質(zhì)有超強(qiáng)的化學(xué)腐蝕性，c.密度低、易汽化介質(zhì)，d.溫度高，e.介質(zhì)中有微量細(xì)小軟質(zhì)顆粒，f.介質(zhì)不允許有摩擦副磨損下來(lái)的粉末混入，例如純凈水行業(yè)、或有高純度要求的工況等。

  大連四方電泵有限公司研制的SiC軸承特點(diǎn)：

  1.碳化硅軸承采用無(wú)壓燒結(jié)晶體SiC，牌號(hào)：SSiC，純度：≥99.5%。

  2.獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，能自動(dòng)補(bǔ)償徑向因溫升導(dǎo)致的材質(zhì)膨脹差異，使泵能在0℃—250℃溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行。

  3.使用壽命是普通石墨軸承十倍以上。