Los anillos de sellado de carburo de tungsteno son componentes clave en los sistemas de sellado industrial, ampliamente utilizados en escenarios como bombas y válvulas, sellos mecánicos, equipos de conservación del agua y autoclaves de reacción química. Su rendimiento determina directamente el efecto de sellado, la vida útil y la estabilidad operativa. El rendimiento principal de los anillos de sellado depende de los materiales utilizados. Actualmente, los materiales principales para los anillos de sellado de carburo de tungsteno en el mercado incluyen principalmente carburo de tungsteno de la serie YG, carburo de tungsteno de la serie YN y carburo de silicio (SiC). Al mismo tiempo, diferentes grados del mismo material (como YG8, YG10, YN10, etc.) tienen diferencias significativas de rendimiento debido a las diferentes proporciones de los componentes. Este artículo utilizará un lenguaje fácil de entender, combinado con listas y tablas, para analizar claramente las diferencias entre estos materiales y grados, ayudando a los profesionales de la industria a comprender rápidamente la lógica central de la selección de materiales.
1. Primero, Aclarar los Materiales Comparativos Clave: Definiciones Básicas de YG, YN y Carburo de Silicio
Antes de comprender las diferencias, aclaremos primero las propiedades básicas de estos tres materiales clave para evitar confusiones:
- Carburo de tungsteno de la serie YG: Pertenece a la aleación dura de tungsteno-cobalto, con componentes principales de carburo de tungsteno (WC) y cobalto aglutinante (Co). "YG" es la abreviatura pinyin de "Ying Gu" (cobalto duro). La diferencia en el contenido de cobalto es la clave para distinguir los diferentes grados. Cuanto mayor sea el contenido de cobalto, mejor será la tenacidad del material, pero la dureza y la resistencia al desgaste disminuirán ligeramente.
- Carburo de tungsteno de la serie YN: Pertenece a la aleación dura de tungsteno-cobalto-nitrógeno, que se basa en la serie YG con la adición de nitruros (como TiN, TaN, etc.). "YN" es la abreviatura pinyin de "Ying Dan" (nitrógeno duro). La adición de nitruros es principalmente para mejorar la dureza, la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la oxidación del material, haciéndolo adecuado para condiciones de trabajo a altas temperaturas más severas.
- Carburo de silicio (SiC): No es un material de carburo de tungsteno, sino un material inorgánico no metálico. Los tipos comunes incluyen carburo de silicio sinterizado por reacción (RBSiC) y carburo de silicio sinterizado sin presión (SSiC). Sus mayores características son la resistencia a temperaturas extremadamente altas y la resistencia a la corrosión, y la alta dureza, pero su tenacidad es relativamente más débil que la de los materiales de carburo de tungsteno.
2. Diferencias Clave: Comparación Integral de los Materiales YG, YN y Carburo de Silicio
Estos tres materiales son las opciones principales para los anillos de sellado de carburo de tungsteno, con diferencias significativas en los escenarios aplicables. La siguiente es una comparación detallada desde tres dimensiones clave: rendimiento clave, condiciones de trabajo aplicables y ventajas/desventajas, presentada de forma más intuitiva en forma de tabla:
| Dimensión de comparación |
Carburo de tungsteno de la serie YG |
Carburo de tungsteno de la serie YN |
Carburo de silicio (SiC) |
| Dureza central (HRA) |
89-92 |
91-94 |
92-95 |
| Resistencia al desgaste |
Excelente, adecuado para cargas medias-bajas y condiciones de desgaste convencionales |
Superior, 15%-30% más alto que la serie YG, adecuado para condiciones de alto desgaste |
Extremadamente alta, más resistente al desgaste que los materiales de carburo de tungsteno, especialmente adecuado para escenarios de fricción a alta velocidad |
| Resistencia a altas temperaturas |
General, temperatura de servicio a largo plazo ≤600℃, fácil de oxidar al exceder |
Buena, temperatura de servicio a largo plazo ≤800℃, mejor resistencia a la oxidación que la serie YG |
Excelente, temperatura de servicio a largo plazo de hasta 1200℃, fuerte estabilidad a altas temperaturas |
| Resistencia a la corrosión |
Buena, resistente a la corrosión por medios convencionales como ácidos, álcalis y sales, pero no resistente a medios oxidantes fuertes |
Buena, ligeramente mejor resistencia a la corrosión que la serie YG, con resistencia a algunos medios oxidantes |
Extremadamente fuerte, resistente a la corrosión por la mayoría de los ácidos, álcalis, sales y medios oxidantes fuertes, casi no erosionado por medios químicos |
| Tenacidad (Resistencia al impacto) |
Buena, la mejor tenacidad entre los materiales de carburo de tungsteno, puede soportar una cierta carga de impacto |
General, debido a la adición de nitruros, la tenacidad es ligeramente inferior a la serie YG, y la resistencia al impacto es ligeramente débil |
Pobre, frágil, no resistente a fuertes impactos, fácil de agrietar al impactar |
| Condiciones de trabajo aplicables |
Escenarios de sellado con temperatura convencional (≤600℃), carga media-baja y sin impacto fuerte, como sellos de bombas de agua ordinarias y sellos de transmisión mecánica |
Escenarios de sellado con temperatura media-alta (≤800℃), alto desgaste y ligera corrosión, como sellos de bombas de aceite a alta temperatura y sellos de equipos de transporte intermedio químico |
Escenarios de sellado con alta temperatura (≤1200℃), fuerte corrosión y fricción a alta velocidad, como sellos de autoclaves de reacción con ácidos y álcalis fuertes, sellos de calderas a alta temperatura y sellos de equipos de energía nuclear |
| Ventajas |
Buena tenacidad, alto rendimiento de costos, baja dificultad de procesamiento y amplia gama de aplicaciones |
Resistencia a altas temperaturas, excelente resistencia al desgaste, fuerte resistencia a la oxidación y cierta tenacidad |
Resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste extremadamente fuertes, larga vida útil |
| Desventajas |
Resistencia a altas temperaturas y resistencia al desgaste limitadas, no adecuado para condiciones de corrosión fuerte |
Tenacidad ligeramente pobre, precio 20%-40% más alto que la serie YG y dificultad de procesamiento ligeramente mayor |
Frágil, poca resistencia al impacto, precio alto (2-3 veces el de la serie YG) y altos requisitos de precisión de procesamiento |
3. Diferencias entre los Diferentes Grados del Mismo Material: Diferencias Internas de las Series YG y YN
Además de las diferencias entre los diferentes materiales, los anillos de sellado de diferentes grados del mismo material también tienen diferencias de rendimiento debido a las diferentes proporciones de los componentes. El factor influyente clave es el contenido del aglutinante (contenido de cobalto para la serie YG, contenido total de cobalto + nitruro para la serie YN). A continuación, se explican las diferencias entre los grados principales de las series YG y YN, respectivamente:
3.1 Diferencias entre los Grados Principales de la Serie YG (Diferencia Clave: Contenido de Cobalto)
El número en el grado de la serie YG representa el porcentaje de contenido de cobalto. Por ejemplo, YG8 significa que el contenido de cobalto es del 8%, y el resto es carburo de tungsteno. Cuanto mayor sea el contenido de cobalto, mejor será la tenacidad, pero la dureza y la resistencia al desgaste disminuirán ligeramente, y el precio también aumentará con el aumento del contenido de cobalto.
| Grado |
Contenido de cobalto |
Características principales de rendimiento |
Condiciones de trabajo aplicables |
| YG6 |
6% |
Mayor dureza (HRA≥91), mejor resistencia al desgaste, pero peor tenacidad y débil resistencia al impacto |
Escenarios de sellado estático con bajo impacto y alto desgaste, como anillos de sellado fijos y sellos de equipos de baja velocidad |
| YG8 |
8% |
El mejor equilibrio entre dureza (HRA≥90) y tenacidad, el grado más utilizado en la serie YG |
Escenarios de sellado dinámico con velocidad convencional y carga media-baja, como bombas de agua ordinarias, ventiladores y sellos de equipos hidráulicos (elección principal en el mercado) |
| YG10 |
10% |
Mejor tenacidad que YG8, fuerte resistencia al impacto, pero dureza (HRA≥89) y resistencia al desgaste ligeramente inferiores |
Escenarios de sellado con cierta carga de impacto y velocidad media-alta, como equipos para transportar medios que contienen una pequeña cantidad de impurezas y sellos de maquinaria minera |
| YG15 |
15% |
Mejor tenacidad, resistencia al impacto extremadamente fuerte, pero menor dureza (HRA≥88) y resistencia al desgaste |
Escenarios de sellado con alto impacto y alta carga, como bombas de lodo grandes, trituradoras y otros sellos de equipos para medios que contienen mucha impurezas |
3.2 Diferencias entre los Grados Principales de la Serie YN (Diferencia Clave: Contenido de Nitruro)
El número en el grado de la serie YN representa el contenido total de cobalto + nitruros. La adición de nitruros (principalmente TiN) es principalmente para mejorar la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la oxidación. Los grados comunes incluyen YN6, YN10, YN12, etc., entre los cuales YN10 es el grado más utilizado.
| Grado |
Contenido total de cobalto + nitruro |
Características principales de rendimiento |
Condiciones de trabajo aplicables |
| YN6 |
6% |
Alto contenido de nitruro, mayor dureza (HRA≥93), mejor resistencia a altas temperaturas (a largo plazo ≤850℃), pero poca tenacidad |
Escenarios de sellado a alta temperatura, bajo impacto y alto desgaste, como sellos de hornos de aceite de transferencia de calor a alta temperatura y sellos de equipos de transporte de sales fundidas |
| YN10 |
10% |
El mejor equilibrio entre resistencia a altas temperaturas (a largo plazo ≤800℃) y tenacidad, fuerte resistencia a la oxidación, el grado principal de la serie YN |
Escenarios de sellado a temperatura media-alta, desgaste medio-alto, ligera corrosión, como sellos de bombas químicas a alta temperatura, sellos de tuberías de vapor y sellos de equipos de transporte de aceite caliente |
| YN12 |
12% |
Mejor tenacidad que YN10, fuerte resistencia al impacto, resistencia a altas temperaturas ligeramente inferior (a largo plazo ≤750℃) |
Escenarios de sellado a temperatura media-alta, cierto impacto, como sellos de bombas de lodo a alta temperatura, sellos de ventiladores a alta temperatura y otros sellos de equipos a alta temperatura que contienen una pequeña cantidad de impurezas |
4. Guía de selección de materiales: coincidencia rápida de las condiciones de trabajo con materiales/grados
Después de comprender las diferencias entre los diferentes materiales y grados, puede seleccionar rápidamente el anillo de sellado de carburo de tungsteno adecuado de acuerdo con las condiciones de trabajo de su equipo. La siguiente es una lógica de selección simple:
- Si la condición de trabajo es temperatura normal, sin corrosión, carga media-baja y sin impacto: Se da prioridad a YG8 (el rendimiento de costos más alto, amplia aplicación); si el desgaste es pequeño, se puede seleccionar YG6 para mejorar la resistencia al desgaste; si hay un ligero impacto, se puede seleccionar YG10.
- Si la condición de trabajo es temperatura media-alta (600-800℃), ligera corrosión y alto desgaste: Se da prioridad a YN10 (equilibra la resistencia a altas temperaturas y la tenacidad); si la temperatura es más alta (≤850℃) y no hay impacto, se selecciona YN6; si hay impacto, se selecciona YN12.
- Si la condición de trabajo es alta temperatura (>800℃), fuerte corrosión (ácido y álcali fuertes) y fricción a alta velocidad: Se da prioridad al carburo de silicio (SiC). Se debe prestar atención a evitar un fuerte impacto en el equipo, y se deben combinar estructuras de amortiguación si es necesario.
- Si la condición de trabajo es temperatura media-baja con impurezas y alto impacto: Se da prioridad a YG10 o YG15 (alto contenido de cobalto, buena tenacidad), y se deben evitar las series YN y el carburo de silicio con alta fragilidad.
5. Notas complementarias: Precauciones durante el uso
- Aunque los anillos de sellado de carburo de silicio tienen un rendimiento excelente, deben manipularse con cuidado durante la instalación para evitar colisiones, de lo contrario, son fáciles de agrietar; al mismo tiempo, se debe garantizar la planitud de la superficie de sellado, de lo contrario, el efecto de sellado se verá afectado.
- Cuando se utilizan anillos de sellado de la serie YG, si la temperatura media supera los 600℃, se deben tomar medidas de enfriamiento, de lo contrario, la superficie de sellado fallará debido a la oxidación.
- Se recomienda seleccionar materiales con un rendimiento coincidente para el par de sellado (anillo giratorio + anillo estacionario) del mismo equipo, como el anillo giratorio YG8 que coincide con el anillo estacionario YG8, o el anillo giratorio de carburo de silicio que coincide con el anillo estacionario de carburo de silicio, para evitar el desgaste rápido causado por una diferencia de dureza excesiva.
- En términos de precio: Carburo de silicio ＞ serie YN ＞ serie YG. Entre los mismos materiales, los grados con alto contenido de aglutinante tienen precios más altos. Al seleccionar, se debe considerar de manera integral las condiciones de trabajo y los costos, y un mayor rendimiento no es necesariamente mejor.
Resumen: La clave de la selección es "Coincidencia de las condiciones de trabajo"
Las diferencias entre los diferentes materiales (YG, YN, carburo de silicio) y los diferentes grados del mismo material de anillos de sellado de carburo de tungsteno son principalmente las diferencias en el enfoque del rendimiento——la serie YG sobresale en tenacidad y rendimiento de costos, la serie YN es fuerte en resistencia a altas temperaturas y resistencia al desgaste, y el carburo de silicio es bueno en resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión. No hay necesidad de buscar ciegamente un alto rendimiento al seleccionar. La clave es hacer coincidir los materiales y grados correspondientes de acuerdo con las condiciones de trabajo de su equipo, como la temperatura, la corrosión media, el grado de desgaste, la carga de impacto, etc., para garantizar el efecto de sellado, controlar los costos y extender la vida útil.
Como profesional en la industria de productos industriales de carburo de tungsteno, podemos personalizar el plan de material y grado de anillo de sellado adecuado para usted de acuerdo con sus condiciones de trabajo específicas (como el tipo de medio, la temperatura, la velocidad, la presión, etc.). Si tiene necesidades específicas de sellado de equipos, ¡no dude en contactarnos para obtener sugerencias de selección más precisas!
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