СГПЭ графит

Графит СГПЭ — марка силицированного (углерод-карбидокремниевого) материала искусственного происхождения. Относится к группе реакционно-связанных материалов на основе карбида кремния. Выпускается в нескольких марках, различающихся соотношением фазовых составляющих и, как следствие, механическими и эксплуатационными характеристиками.

Состав и структура силицированного графита СГПЭ

СГПЭ представляет собой трёхкомпонентный композит: карбид кремния (SiC), свободный углерод (графит) и свободный кремний (Si). Составляющие присутствуют в различных соотношениях в зависимости от марки. Именно это соотношение определяет баланс ключевых свойств: с ростом доли SiC и свободного Si повышается твёрдость и износостойкость, но снижается антифрикционность и стойкость к термоциклированию.

Карбидная фаза (SiC) формирует жёсткий несущий каркас, обеспечивающий высокую прочность и химическую инертность материала. Свободный графит, равномерно распределённый по объёму, отвечает за антифрикционные свойства — именно это распределение делает СГПЭ пригодным для работы в парах трения без внешней смазки. Свободный кремний заполняет остаточную пористость, делая материал практически непроницаемым для жидкостей и газов.

Технология получения СГПЭ

Исходную заготовку из пористого графита — предварительно изготовленную с учётом финальных габаритов детали — подвергают высокотемпературной пропитке расплавленным кремнием при температуре выше 1600 °С. В ходе пропитки часть кремния вступает в реакцию с углеродом по схеме Si + C → SiC, образуя карбидную фазу. Непрореагировавшие кремний и углерод остаются в структуре в свободном виде. Регулируя марку исходного пористого графита, температуру и продолжительность пропитки, получают нужное соотношение компонентов и целевые свойства конечного материала.

Важная технологическая особенность: после силицирования материал приобретает высокую твёрдость и поддаётся механической обработке только алмазным инструментом. Поэтому пропитку проводят на заготовках, максимально приближенных к чистовым размерам, оставляя минимальный припуск.

Физико-механические свойства СГПЭ

Характеристика	Значение
Плотность, г/см³	2,4–2,6
Коэффициент трения (полусухое трение)	0,04–0,05
Максимальная рабочая температура в инертной / восстановительной атмосфере	до +1600 °С
Максимальная рабочая температура в окислительной атмосфере	до +500 °С

Высокая твёрдость и хорошие показатели прочности при сжатии определяются карбидным каркасом. Равномерное распределение графитовой фазы по всему объёму обеспечивает стабильные антифрикционные свойства: коэффициент трения практически не зависит от направления нагрузки и сохраняется при износе поверхности.

Химическая стойкость

Силицированный графит СГПЭ сохраняет целостность и работоспособность в следующих агрессивных средах:

• концентрированные минеральные кислоты — серная, соляная, фосфорная, азотная — включая кипящие растворы;
• щёлочи различных концентраций;
• соли и их концентрированные растворы;
• окислительные и восстановительные газы при повышенных температурах.

При выборе конкретной марки СГПЭ для работы в щелочных средах необходимо учитывать, что свободный кремний в составе материала склонен к взаимодействию с концентрированными щелочами. Марки с более высоким содержанием карбидной фазы обеспечивают лучшую стойкость в таких условиях.

Применение силицированного графита СГПЭ

Уплотнения и узлы трения

Основная область применения СГПЭ — детали пар трения в насосах, реакторах и агрегатах химической, нефтехимической и металлургической промышленности, перекачивающих или контактирующих с агрессивными жидкостями: уплотнительные кольца торцевых уплотнений, подшипники скольжения, подпятники. Сочетание низкого коэффициента трения, высокой износостойкости и химической инертности обеспечивает длительный ресурс без замены.

Высокотемпературная оснастка и защитные элементы

Из силицированного графита СГПЭ изготавливают защитную арматуру и чехлы термопар погружения — в расплавы металлов и агрессивные химические среды при температурах до +1600 °С (в инертной атмосфере). Также материал применяется для футеровок, тиглей и вспомогательной оснастки высокотемпературных печей.

Элементы химического оборудования

Насадки для распыления химических реагентов, форсунки, теплообменники, а также другие конструктивные элементы аппаратов, контактирующих с кислотами, щелочами или агрессивными газами при повышенных температурах. Непроницаемость материала для жидкостей и газов в сочетании с термостойкостью делает СГПЭ предпочтительным решением там, где обычный графит не выдерживает абразивного износа или химического воздействия.

С другими марками силицированного графита и общей номенклатурой можно ознакомиться в разделе Графит силицированный. Готовые изделия для узлов трения, в частности торцевые уплотнения, представлены в соответствующем разделе каталога.

Формы поставки

Силицированный графит СГПЭ поставляется в виде прямоугольных или цилиндрических заготовок, а также в виде готовых деталей, изготовленных по чертежу или эскизу заказчика. Поскольку после силицирования материал обрабатывается только алмазным инструментом, детали сложной формы с жёсткими допусками изготавливаются на заказ — в этом случае необходимо указывать требуемые размеры, допуски, марку материала и условия эксплуатации. Для уточнения наличия, марки и условий поставки — отправьте запрос.