離心泵作為工業(yè)和民用領(lǐng)域中廣泛使用的設備，其機械密封的性能直接關(guān)系到整個泵的運行效率和穩(wěn)定性。機械密封硬質(zhì)材料的選擇是保證密封可靠性的關(guān)鍵因素之一。本文美國KNKE科恩科工程師將詳細介紹常用的幾種離心泵的機械密封硬質(zhì)材料。

一、工程陶瓷（氧化鋁）

氧化鋁作為一種典型的工程陶瓷，以其高硬度和良好的耐磨性而聞名。然而，氧化鋁的耐熱沖擊能力較低。通過在氧化鋁中添加少量金屬元素（如Fe, Cr, Ni等），可以制成氧化鋁金屬陶瓷。這種材料在成分上大約包含88～92%的AL203，剩余部分為這些金屬元素。金屬元素的加入旨在改善氧化鋁金屬陶瓷的導熱率和減少其脆性，但這也會稍微降低其耐腐蝕性。氧化鋁金屬陶瓷常用于需要較大批量生產(chǎn)的汽車冷卻水泵機械密封中。盡管如此，純度達99.5%的氧化鋁由于其出色的耐腐蝕性能，在石油化工領(lǐng)域也有一定的應用。

二、新型陶瓷（碳化硅、氮化硅）

新型陶瓷如碳化硅和氮化硅，在機械密封領(lǐng)域中也有廣泛應用。相對于碳化硅，氮化硅的硬度和耐腐蝕性稍顯不足，而且材料的脆性較大，在加工和安裝過程中容易損壞，因此在機械密封中的應用相對較少。

碳化硅的硬度僅次于金剛石，并具有優(yōu)異的耐磨性，是機械密封中應用最廣泛的材料之一。它能夠在高溫下抵抗強堿和強氧化氣體的腐蝕，在全濃度的硫酸和接近沸點的苛性堿中也能穩(wěn)定使用。特別是在較大的溫度范圍內(nèi)，它能夠保持良好的耐腐蝕性和耐磨性。

三、金屬材料

在某些機械密封應用中，由于金屬的良好加工性能，金屬材料常被用作密封面材料。一般情況下，會使用各種合金來制造密封，如鎳合金（鎳合金鑄鐵）、硬質(zhì)合金（含鉆、鉻和欽的合金）等。而對于一些不耐腐蝕的材料，如鑄鐵、模具鋼和軸承鋼等特殊鋼，通常用于低負荷、油類液體的密封。例如，在大亞灣核電站中，就有使用金屬材料作為機械密封密封面的例子，如CRF循環(huán)水泵機械密封的動環(huán)采用耐海水鑄鐵制造，SRI冷卻水泵機械密封的靜環(huán)則使用不銹鋼制造。

在船用機械密封中，還會使用更硬的材料，如碳化棚，但由于其硬度更高，加工難度較大，因此使用量較少。

在選擇離心泵機械密封的硬質(zhì)材料時，需要綜合考慮材料的硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及加工難度等因素。不同的應用場景和工況條件要求不同的材料特性，因此選擇合適的密封材料對于確保整個泵的高效和穩(wěn)定運行至關(guān)重要。