Huahao Sealing · Carbon Graphite Components
Carbur silic dẫn 120–150 W/(m·K); carbur vonfram dẫn 80–100 W/(m·K). Bài viết so sánh độ cứng, dẫn nhiệt, chống ăn mòn, giới hạn PV và chi phí để hướng dẫn chọn vật liệu mặt ghép kín cơ.
Mặt ghép vòng động/tĩnh của kín cơ quyết định tuổi thọ và độ tin cậy. Carbur silic (SiC) và carbur vonfram (WC) là hai vật liệu mặt cứng chính, thường ghép với than chì carbon. SiC dẫn nhiệt cao hơn, cứng hơn, chống ăn mòn rộng hơn; WC dai hơn, chịu va đập tốt hơn. Bài so sánh định lượng 8 thông số và nêu điều kiện ghép tối ưu cho từng loại.
| Thông số | Carbur Silic (SiC) | Carbur Vonfram (WC) |
|---|---|---|
| Hệ số dẫn nhiệt | 120–150 W/(m·K) | 80–100 W/(m·K) |
| Độ cứng (Vickers) | 2500–2800 HV | 1500–1800 HV |
| Chịu axit/kiềm mạnh | ✓（除 HF） | ◐ |
| Độ dai va đập | ◐ | ✓ |
| Giới hạn PV (ghép than chì carbon) | ×1.5–2.0 | ×1.0 |
| Mật độ | 3.1 g/cm³ | 14.5 g/cm³ |
| Khả năng chạy khô | ✓（短时） | ◐ |
| Chi phí tương đối | ×1.3 | ×1.0 |
Ưu tiên carbur silic (SiC) cho: kín tốc độ cao, nhiệt độ cao, ăn mòn mạnh (trừ HF), chạy khô ngắn hoặc tản nhiệt cao — dẫn nhiệt cao hơn WC 30–50%, độ cứng cao hơn 60%, giới hạn PV cao 1,5–2 lần. Ưu tiên carbur vonfram (WC) cho: kín có hạt rắn va đập, dễ va chạm cơ khí, cần độ dai cao — độ dai va đập của WC vượt trội SiC, khó vỡ. Cả hai thường ghép với than chì carbon, tận dụng tự bôi trơn giảm ma sát mài mòn.
SiC là tinh thể cộng hóa trị, truyền nhiệt phonon hiệu quả, dẫn 120–150 W/(m·K). WC có liên kết kim loại/cộng hóa trị hỗn hợp và pha kết dính cobalt làm tán xạ phonon, dẫn 80–100 W/(m·K). Dẫn nhiệt cao giúp SiC tản nhiệt ma sát nhanh hơn, hợp kín tốc độ cao.
SiC chịu ăn mòn tốt hơn, chịu hầu hết axit/kiềm (trừ axit flohydric). WC có pha cobalt bị hòa tan trong axit mạnh làm vật liệu suy giảm, nên kém hơn SiC.
WC có pha cobalt, độ dai phá vỡ KIc khoảng 10–15 MPa·m½, gấp 3–4 lần SiC (~3–4 MPa·m½). Trong môi trường hạt hoặc va đập lắp ráp SiC dễ vỡ, WC chịu va đập cơ khí tốt hơn.
Thường ghép với than chì carbon. Than chì carbon làm mặt mềm tự bôi trơn, mặt cứng (SiC hoặc WC) làm mặt đối chịu mài. Cặp mềm-cứng này cân bằng ma sát thấp và tuổi thọ cao — cặp ma sát kín cơ kinh điển.
