碳素纤维盘根之所以能在高温、高压、强腐蚀的泵阀里“游刃有余”,关键一步是“后处理”。编织成型只是给了它“骨架”,后处理才赋予“血肉”与“盔甲”。工业实践里,必须把好以下四道关。
1.高温定型
盘根坯体送入高温惰性炉,保温30–60 min。纤维内上浆剂轻度碳化,挥发出小分子,单丝之间形成“点焊”结点;同时编织角被锁定,回缩率由5%降至<1%,装填后不再“松裤腰”。
2.表面氧化
碳化后的纤维表面惰性大,与填料颗粒“互不搭理”。工厂普遍采用阳极电解氧化:5%磷酸铵溶液、电流密度0.5–1 mA·cm⁻²,只需90 s,就在纤维表面长出–COOH、–OH等活性基团,粗糙度Ra由0.1µm提到0.3µm,界面剪切强度提高30%,盘根在高速轴上不再“打滑”。
3.浸渍润滑
把氧化后的盘根浸入PTFE/石墨乳液,真空–0.09 MPa保持10 min,让微孔“喝饱”;再经120℃热风固化,表面形成3–5µm柔性膜。摩擦系数由0.25降到0.08,泵轴功耗下降15%,同时石墨膜阻断氧气,高温下烧蚀失重由8%降至2%。
4.尺寸整定与质检
浸渍后的盘根通过冷压定型模,压缩至设计密度1.4±0.05 g·cm⁻³,横截面误差≤0.2 mm;再经激光外径测量、回弹率及泄漏量在线检测,数据自动归档,确保每卷盘根出厂即可直接装填。
把高温定型、表面氧化、浸渍润滑、尺寸整定四步做扎实,碳素纤维盘根才能从“软编织”升级为“硬密封”,在石化、电力、核电等关键轴封处长期“零泄漏”服役。
