简单介绍PTFE油封的发展

随着现代汽车工业的发展，对密封可靠性的要求越来越高，其中油封是一种应用非常广泛的密封元件，大量用于旋转设备及具辅助设备以阻隔润滑油或其它工作介质的泄漏。随着科技的不断发展其所承受的工作条件也愈来愈苛刻，它要求油封能承受高低温、高线速度、大负荷工作条件，并具有接触摩擦阻力小、损量小、使用寿命长、耐介质、强度好、密封可靠等性能。现在市场常见油封结构分为单唇和双唇2种，其密封主体为弹性材料通常采用丁腈橡胶、氟橡胶或聚氨酯等橡塑材料加工而成。这种油封价格低廉，被广泛应用于工业领域，是使用最广泛的动密封元件之一。但由于普通橡胶材料耐温、耐压和耐腐蚀性能较差，传统的橡塑油封使用寿命较短，很难满足日益苛刻的工作环境和长期运行的要求，常导致设备泄漏和早期失效。为达到此目的，国内外一直在致力于提高油封材料的性能和改进油封结构等工作。 PTFE最早被用在军事工业，直到20世纪50年代才开始用于静止密封元件。70年代开始，国外一些大公司设想利用PTFE来替代橡胶制造唇形密封。第一代PTFE密封是用PTFE棒料车削或压制成与橡胶密封相似形状的制品，但很快就失败了，主要原因是PTFE不具有高弹性，不能追随轴的旋转，且硬度也高，在尖唇处形成高压点，使唇口很快磨掉，对轴也有损伤。第二代是日本荒井公司发明了一种粘贴型密封，它原像胶密封唇口一侧粘贴一层PTEE薄腊，田来提享换胶密封性能，但由于粘贴工艺复杂，成本高，而性能却提高不多，不能被广泛采用。后来该公司推出第一代密封，它利用PTFE材料拉制成一个喇叭状薄膜，外面罩上一个弹簧片，包裹一螺旋弹簧，用它来对唇口加载，但由丁结构复杂，压紧力大，寿命低，很少被采用。直到1975年，美国Mather公司首先提出了一种宽唇口结构的PTFE密封件，被称为第四代广品，先将PTFE材料压成圆薄片，然后拉成喇叭状，再夹在金属内、外壳中，中间夹一层橡胶弹性片。这种新型结构的密封件与以往的橡胶密封明显不同，不仅结构简单，无需螺旋弹簧，且与轴的接触面积宽，一般有3-4mm.由于PTFE具有很高的自润滑性，唇口不易烧坏。但该类型密封的唇口内壁光滑，封油效果不佳，因此出现了唇口内壁刻有“反旋螺纹槽”的动力型密封，这种油封到80年代得到发展，被称为第五代产品，它利用螺纹槽的作用，使轴表面的一层油膜受到螺纹槽的向推力，从而阻止油膜向外渗漏。第五代产品的出现，使唇形旋转密封产生一个质的飞跃。目前国外的油封唇口片大多采用模压螺纹型，而国内基本上采用车削螺纹型，通过在端面车削螺纹，提高对轴的追随型，使密封性能特别是静态的密封性能大大改善。 国外主要是PTFE树脂生产厂家从事填充（改性）PTFE的加工及应用的研究，国内则主要以加工厂家为主，其配方和材料性能方面国内外差距不大，但是在加工成型手段方面还存在较大的差距。以PTFE油封片的表面处理为例，国内普遍采用化学法，处理的油封片在色泽、耐候性、表层耐磨性等方面与国外的产品比较就有较大差距。加工制品的尺寸精度也有较大差距。