Теплопроводность карбида кремния составляет 120–150 W/(m·K), а карбида вольфрама — 80–100 W/(m·K). В статье сравниваются твёрдость, теплопроводность, коррозионная стойкость, предел PV и стоимость, чтобы помочь выбрать материал пары трения для торцевого уплотнения.
Срок службы и надёжность торцевого уплотнения зависят от рабочих поверхностей вращающегося и неподвижного колец. Карбид кремния (SiC) и карбид вольфрама (WC) — два основных материала для твёрдых поверхностей, которые часто используют в паре с углеродным графитом. SiC обладает более высокой теплопроводностью и твёрдостью, а также более широкой коррозионной стойкостью; WC отличается повышенной вязкостью разрушения и ударной стойкостью. В этом сравнении количественно оцениваются 8 параметров и объясняется, какая пара материалов лучше подходит для разных условий.
| Характеристика | Карбид кремния (SiC) | Карбид вольфрама (WC) |
|---|---|---|
| Теплопроводность | 120–150 W/(m·K) | 80–100 W/(m·K) |
| Твёрдость (по Виккерсу) | 2500–2800 HV | 1500–1800 HV |
| Стойкость к сильным кислотам и щелочам | ✓（除 HF） | ◐ |
| Ударная вязкость | ◐ | ✓ |
| Предел PV (в паре с углеродным графитом) | ×1.5–2.0 | ×1.0 |
| Плотность | 3.1 g/cm³ | 14.5 g/cm³ |
| Способность работать без смазки | ✓（短时） | ◐ |
| Относительная стоимость | ×1.3 | ×1.0 |
Выбирайте карбид кремния (SiC) для уплотнений, работающих на высокой скорости и при высокой температуре, в сильноагрессивной среде (за исключением HF), при кратковременном сухом ходе или требующих интенсивного отвода тепла: его теплопроводность на 30–50% выше, чем у WC, твёрдость — более чем на 60% выше, а предел PV — в 1.5–2 раза выше. Выбирайте карбид вольфрама (WC) для уплотнений, подверженных ударам твёрдых частиц, риску механических столкновений или требующих высокой вязкости разрушения: ударная вязкость WC значительно выше, чем у SiC, что снижает риск сколов. Оба материала часто используют в паре с углеродным графитом, используя его самосмазывающие свойства для снижения трения и износа.
SiC is a covalent crystal with efficient phonon heat transfer, giving 120–150 W/(m·K). WC has mixed metallic/covalent bonding and a cobalt binder phase that scatters phonons, giving 80–100 W/(m·K). Higher conductivity lets SiC dissipate frictional heat faster, suiting high-speed seals.
SiC is more corrosion-resistant, withstanding virtually all acids and alkalis (except hydrofluoric acid). WC contains a cobalt binder that leaches out in strong acids, degrading the material, so its corrosion resistance is inferior to SiC.
WC cobalt binder gives a fracture toughness KIc of about 10–15 MPa·m½, 3–4× that of SiC (~3–4 MPa·m½). In particulate media or assembly impact, SiC chips easily while WC resists mechanical shock.
They are usually paired with carbon graphite. Carbon graphite serves as the self-lubricating soft face, while the hard face (SiC or WC) is the wear-resistant counterface. This soft-hard pairing balances low friction with long life — the classic mechanical seal friction pair.
Свяжитесь с нашей инженерной командой для получения техспецификаций, индивидуальных решений или конкурентных цен. Мы ответим в течение 24 часов.
