接触式机械密封在运转时，动环和静环流體(tǐ)机械密封的接触面要摩擦生热，对于高PV值系统，摩擦热在密封面上造成高温，会使磨损和热变形增大;当温度超过一定值时，润滑膜汽化，摩擦和磨损加剧;如果温度大大超过材料允许的使用(yòng)温度，则密封环可(kě)能(néng)产(chǎn)生熔融、胶合或大耐泵机械密封热裂等故障，造成停工(gōng)停产(chǎn)，带来巨大的经济损失或环境污染。因而，接触式机械密封有(yǒu)必要利用(yòng)流體(tǐ)动压效应来提高密封的承载能(néng)力，减小(xiǎo)摩擦、磨损和漏损，提高密封的可(kě)靠性，延長(cháng)密封的寿命。利用(yòng)流體(tǐ)动压效应的通常做法是在摩擦副的一个密封面上开设某种形状的流體(tǐ)动压槽。在这些流槽的作(zuò)用(yòng)下，普通排污泵机械密封的接触式密封变成流體(tǐ)动压非接触式密封。这些流槽能(néng)起流體(tǐ)动力润滑作(zuò)用(yòng)，使密封端面脱离接触，又(yòu)能(néng)起密封作(zuò)用(yòng)防止泄漏。根据机械密封的工(gōng)况条件、工(gōng)作(zuò)参数及使用(yòng)要求，流槽可(kě)以设计成不同的平面图形和截面槽形。平面图形有(yǒu)人字槽、八字槽、螺旋槽、圆弧槽、直線(xiàn)槽等，截面槽形有(yǒu)梯形槽、方形槽、V形槽、斜底槽等。流槽按槽深可(kě)分(fēn)為(wèi)两大类：一类是浅槽，深度在μm量级;一类是深槽，深度在mm量级。不同深度的流槽作(zuò)用(yòng)机理(lǐ)不同，浅槽的密封机理(lǐ)為(wèi)流體(tǐ)动压效应，而深槽的密封机理(lǐ)為(wèi)热流體(tǐ)动力模效应或流體(tǐ)动压垫效应。流槽的几何参数对密封性能(néng)影响很(hěn)大，如槽深、槽数、槽径比、入口角及槽面粗糙度等都直接关系到开启力、泄漏量、刚漏比、端面温升、摩擦系数等密封性能(néng)参数的大小(xiǎo)。μm级的浅流槽当槽深仅差几个μm时，泄漏量就会有(yǒu)很(hěn)大的变化，因而精(jīng)确设计和加工(gōng)动压槽直接影响着机械密封的质(zhì)量。目前，我國(guó)的机械密封工(gōng)业已有(yǒu)長(cháng)足的发展，國(guó)产(chǎn)的机械密封产(chǎn)品正运行在某些大型或关键的设备上，有(yǒu)的还取代了进口产(chǎn)品，累计运行已达5年以上。但是要进一步提高机械密封产(chǎn)品的档次，还必须从设计、材料、工(gōng)艺等诸方面作(zuò)许多(duō)工(gōng)作(zuò)，如密封环端面流體(tǐ)动压槽的加工(gōng)问题便是其中(zhōng)突出的一个。

2密封材料

密封材料的性能(néng)直接关系到动压槽的加工(gōng)。在通常的情况下，摩擦副的硬环多(duō)选用(yòng)WC硬质(zhì)合金制作(zuò)。因WC硬质(zhì)合金具(jù)备硬度较高、耐磨损性能(néng)较好、强度较高等特点，所以是一种较好的密封材料。但是，随着工(gōng)业的发展，机械设备的性能(néng)要求越来越高，工(gōng)况条件可(kě)能(néng)是高压、高速、高温等，而密封介质(zhì)又(yòu)可(kě)能(néng)具(jù)有(yǒu)强腐蚀性或者含有(yǒu)磨料颗粒等，在这些情况下，WC硬质(zhì)合金就不是理(lǐ)想的密封材料了。高参数的工(gōng)况条件给机械密封的研制提出了新(xīn)的要求，尤其是作(zuò)為(wèi)摩擦副硬质(zhì)材料的质(zhì)量应达到更高的标准，如耐磨损性、耐腐蚀性、机械强度、耐热性、自润滑性、气密性、可(kě)加工(gōng)性以及与之配对的材料无过大磨损和電(diàn)化學(xué)腐蚀等。而SiC陶瓷几乎满足了上述的所有(yǒu)要求，是近年开发并投入使用(yòng)的新(xīn)的硬质(zhì)密封材料，在化工(gōng)、炼油、造纸、汽車(chē)、原子能(néng)、航空、航天等各个工(gōng)业部门的机械密封中(zhōng)，被越来越多(duō)地选為(wèi)摩擦副材料。可(kě)以说，為(wèi)适应机械密封的发展，新(xīn)的密封材料会不断地被开发。

3密封环端面流體(tǐ)动压槽的加工(gōng)方法

密封环动压槽在非接触机械密封中(zhōng)得到越来越多(duō)的应用(yòng)，但是动压槽的形状复杂，结构精(jīng)细而精(jīng)度高，粗糙度要求也严格，尤其是加工(gōng)动压槽的密封环多(duō)是硬质(zhì)材料的，所以动压槽的加工(gōng)困难很(hěn)大，常规的机械加工(gōng)法几乎无能(néng)為(wèi)力，因而，人们探索了多(duō)种方法，主要有(yǒu)以下几种：

3.1光刻法(化學(xué)腐蚀)

先在被刻槽的工(gōng)件上涂以感光胶膜，然后将事先准备好的底片放于其上，经曝光，显影，涂保护层，再在蚀刻液中(zhōng)浸蚀，便可(kě)得到所需的动压槽。这一方法在青铜上刻槽尚可(kě)，在硬质(zhì)合金上刻槽时，由于胶膜在较高温度下耐不住浸蚀液的的長(cháng)时间腐蚀，所以刻出的槽形质(zhì)量不高。

3.2電(diàn)火花(huā)加工(gōng)(電(diàn)蚀刻)

该方法是利用(yòng)两个電(diàn)极放電(diàn)的方法，将动压槽内待去除的材料蚀刻掉。该方法的关键是制作(zuò)放電(diàn)头，放電(diàn)头端面结构和密封环端面动压槽结构相同，但图案是突出的。密封环和放電(diàn)头分(fēn)别作(zuò)两个電(diàn)极通電(diàn)，当两个端面接触时，产(chǎn)生放電(diàn)，密封环端面动压槽部位的材料即被蚀刻掉。不过这一方法要求電(diàn)介质(zhì)性能(néng)要好，放電(diàn)头端面与密封环端面要平行等，以取得均匀放電(diàn)的效果，否则各槽的槽深将难以保证。这一方法的缺点是加工(gōng)放電(diàn)头困难;電(diàn)蚀刻的效率太低，否则放電(diàn)头损耗又(yòu)较大;加工(gōng)成本高;效果也欠佳;同时電(diàn)加工(gōng)产(chǎn)生的表面应力造成的微裂纹会使材料的强度降低。

3.3電(diàn)镀法

这一方法是将密封环端面动压槽以外的部位镀上一层硬质(zhì)材料，从而制成动压槽的图案。这一方法的使用(yòng)条件首先槽要浅，其次被镀端面必须是能(néng)够電(diàn)镀的材料，而且镀层要致密，和被镀面结合强度要足够高。同时電(diàn)镀过程中(zhōng)被镀件悬挂要正确，否则不同部位的镀层厚度误差将加大，造成槽深的不均匀，这样也破坏了密封环两个端面的极高的平行度。

3.4喷砂法

这一方法首先要制造喷沙掩膜，掩膜上开孔的图案同于动压槽结构。当掩膜置于密封件端面上时，端面上动压槽以外的部位被盖住，露出的部位的材料被高能(néng)喷沙去除，形成一定深度的动压槽。这一方法的技(jì )术关键在于掩膜材料的选择、掩膜的制造、掩膜与密封环端面的贴合及喷砂工(gōng)艺的掌握等。喷沙方法的问题是制造精(jīng)度较低，加工(gōng)的动压槽的边缘不齐，尖角等精(jīng)细部位的失真严重，截面槽形不好，喷砂面粗糙等，这些都会影响槽線(xiàn)的流體(tǐ)动压效果及密封特性。