孫 琦，姜忠峰，閆雪松（沈陽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)，沈陽 110159）

汽車發(fā)動機(jī)密封墊片用化學(xué)材料分析

孫 琦，姜忠峰，閆雪松
（沈陽理工大學(xué)車輛工程專業(yè)，沈陽 110159）

目前，人們對汽車性能的可靠性具有越來越高的要求，尤其是在密封墊的性能上。主要探索了發(fā)動機(jī)密封墊片的分類、國內(nèi)外發(fā)動機(jī)墊片用化學(xué)材料。

汽車發(fā)動機(jī)；密封墊片；化學(xué)材料

1 發(fā)動機(jī)密封墊片的分類

發(fā)動機(jī)密封墊的分類一般包括了單一的非金屬材料結(jié)構(gòu)以及非金屬、金屬材料復(fù)合結(jié)構(gòu)。對排氣管墊和增壓器墊而言，在實際應(yīng)用過程中，需要充分考慮具體的耐溫性；這兩個部位基本上使用金屬或者金屬與非金屬復(fù)合的材料；對汽缸墊而言，需要對氣、油、冷卻水介質(zhì)進(jìn)行密封，同時密封面也較大。另一方面，而針對罩蓋密封部位來說，最為關(guān)鍵的就是需要采用橡膠或者全橡膠和金屬展開復(fù)合的密封墊，而在其他部位的密封上一般應(yīng)用的是纖維，很大程度上增強(qiáng)了單一的紙墊或者非金屬密封墊。根據(jù)材料以及其結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將發(fā)動機(jī)上的密封分為：石棉復(fù)合沖刺板、石墨復(fù)合沖刺板、無石復(fù)合沖刺板、金屬涂覆橡膠板、石棉橡膠板、石棉抄取板、橡膠密封條、紙板密封墊、無石棉橡膠板和無石棉抄取板等。

其一就是石墨復(fù)合沖刺板，此材料就是將薄鋼板與石墨板通過復(fù)合沖壓進(jìn)行針刺，具備較好的耐蠕變性以及熱傳導(dǎo)性，特別是具有優(yōu)良的表面耐腐蝕性能以及抗壓縮性。能夠大力的應(yīng)用于排氣管墊、汽缸墊以及增壓器墊，最大的不足就是在經(jīng)過長時間的耐高溫之后，會出現(xiàn)石墨的揮發(fā)，致使出現(xiàn)漏氣，造成密封失去作用，難以應(yīng)用于大馬力增壓器墊上。其二就是石棉復(fù)合沖刺板，該材料主要應(yīng)用的就是在抄取手段的基礎(chǔ)上，從而制作出未硫化石棉抄取板，最大的優(yōu)勢就是具有較高的壓縮率、強(qiáng)度、回彈性，在有效處理其表面之后，耐油就有優(yōu)良的密封性，一般可以耐超過400℃高溫。其三就是無石棉復(fù)合沖刺板，此材料應(yīng)用的主要是通過抄取手段而形成的未硫化的無石棉抄取板，具有較高的環(huán)保性、壓縮回彈性，耐超過300℃溫度。其四就是石棉橡膠板，該材料就是在輥壓法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用石棉纖維，粘合劑主要應(yīng)用的是橡膠，在混合攪拌、稱量、板材硫化、輥壓成張的前提下，被作為一種最為受用的密封材料之一。具有較高的橫向抗拉強(qiáng)度、致密性、回彈率高。其五就是金屬涂覆橡膠板，該材料主要是將在覆橡膠涂抹不銹鋼，通過壓筋進(jìn)行疊加，具有較高的強(qiáng)度，其厚度能保持均勻，若是應(yīng)用通過多層疊合后制成的汽缸墊片能夠強(qiáng)化汽缸墊的密封性，嚴(yán)格遵循了環(huán)保法規(guī)的排放需求。其六就是石棉抄取板，主要是將合成的天然乳膠與短石棉纖維作為粘合劑，具有較高的壓縮率，零部件成本不高，其密度要求也較小，能夠在機(jī)體面壓低、加工不足的部位進(jìn)行密封。其七就是橡膠密封條，主要是通過乙烯丙烯酸酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、丁腈等合成橡膠，在模壓的基礎(chǔ)上形成密封條。具有較高的強(qiáng)度、壓縮性。其八就是紙板密封墊片，能夠有效的替代普通工業(yè)紙板，成本較低，強(qiáng)度也較高。其九就是無石棉橡膠板，其制造工藝如石棉橡膠板相同，最大的不同就是其應(yīng)用的是多種無機(jī)纖維與有機(jī)纖維，對石棉進(jìn)行復(fù)合替代，具有優(yōu)良的回彈性、強(qiáng)度，能夠大力的使用于溫度小于300℃以下的水、封油、氣等部位[1]。其十就是無石棉抄取板，其制造工藝和石棉抄取板工藝有著一致性。其主體主要是通過改性而成的短有機(jī)纖維、礦物填料、短植物纖維、無機(jī)纖維，具有較高的強(qiáng)度、壓縮率、回彈率，最大的不足就是只能應(yīng)用于 250℃的范圍。

2 國內(nèi)外發(fā)動機(jī)墊片用化學(xué)材料

2.1 硅橡膠涂料

硅橡膠分子的主鏈主要是通過硅氧鍵交替組成，分子鏈柔韌性優(yōu)良，確保硅橡膠彈性體有較高的彈性、柔韌性，同時也具有較高的耐老化以及耐高低溫的能力。在液體硅橡膠內(nèi)融入填料、催化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、顏料等后，在通過混煉、捏合之后，進(jìn)一步關(guān)鍵硅橡膠涂料。該材料最大的優(yōu)點就是具有較高的固含量，可以不需要有機(jī)溶劑的加入，厚度較大，可以超過0.1mm，十分環(huán)保[2]。在實際的應(yīng)用過程中，需要融入少量的稀釋劑以及交聯(lián)劑，采取滾涂、噴涂的手段展開施工?，F(xiàn)如今，在市場上主要應(yīng)用的是氣缸墊密封，在室溫硫化體系的基礎(chǔ)上，于室溫下只要晾置1d左右就能夠?qū)崿F(xiàn)固化，通常在完成固化后，保持120℃上下的溫度下需要加熱30min就可以獲得較為優(yōu)良的性能。

2.2 有機(jī)硅防粘涂料

非金屬墊片涉及了大量的橡膠成分，在實際的運(yùn)轉(zhuǎn)中，發(fā)動機(jī)缸體的溫度較高，橡膠能夠在短時間內(nèi)得到軟化，以致于在缸體缸蓋上，造成整張墊片粘在拆機(jī)時無法取下。與此同時，因為石棉橡膠板的工藝造成內(nèi)部具有大部分的孔隙，尤其是在高溫高壓環(huán)境下，汽車發(fā)動機(jī)中的冷卻水會由孔隙進(jìn)入發(fā)動機(jī)缸體，造成十分嚴(yán)重的后果。另一方面，在空氣、封閉水中，會致使纖維、橡膠的老化以及延緩墊片金屬骨架出現(xiàn)生銹。

2.3 氟橡膠涂層

由于其結(jié)構(gòu)內(nèi)涉及了鏈能較高的C—F鍵，在耐油品、耐高溫、耐腐蝕上也十分令人滿意。通過塑煉后，把吸酸劑、填料、硫化劑和氟橡膠生膠進(jìn)行有效的配合混煉，待溶劑分散之后，就能夠得到氟橡膠涂料。一般情況下，帶氟橡膠層的金屬墊片應(yīng)用的是3層結(jié)構(gòu)，主要涉及了氟橡膠涂層、底涂層、表涂層。在金屬墊片表面涂抹氟橡膠涂料而制作氟橡膠涂層金屬墊片，在密封性能上較高，確保涂層不發(fā)生脫落，其回彈性，密封性較為優(yōu)良，能夠大力的滿足內(nèi)燃機(jī)的工況需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 結(jié)束語

綜上所述，目前進(jìn)一步對現(xiàn)有的橡膠涂料展開配合、改性，同時有效的開發(fā)新的橡膠品種，能夠最大程度上減少施工工藝的復(fù)雜性，減小對環(huán)境的污染。

[1] 楊彬.汽車發(fā)動機(jī)用高性能復(fù)合密封墊片研制開發(fā)[D].吉林大學(xué)，2011.

Analysis of Chemical Materials for Gasket of Automobile Engine

Sun Qi，Jiang Zhong-feng，Yan xue-song

At present，the reliability of vehicle performance is increasingly demanding，especially in the performance of the gasket.Mainly explored the classification of engine gaskets，domestic and foreign engine gasket with chemical materials.

automobile engine；gasket；chemical material

TQ336.42

A

1003-6490（2016）12-0048-01

2016-12-06

孫琦（1996—），男，遼寧桓仁人，本科在讀，主要研究方向為車輛工程。