不合材质的O型圈优缺点及其运用范围

1、O型圈定义

O型圈(O-rings)是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为O型，故称其为O型密封圈，也叫O型圈。

2、O型圈适用范围

O型密封圈适用于装在各种机器设备上，在规定的温度、压力、以及不同的液体和气体介质中，于静止或运动状态下起密封浸染。
在机床、船舶、汽车、航空航天设备、冶金机器、化工机器、工程机器、建筑机器、矿山机器、石油机器、塑料机器、农业机器、以及各种仪器仪表上，大量运用着各种类型的密封元件。

O型密封圈紧张用于静密封和往来来往运动密封。
用于旋转运动密封时，仅限于低速回转密封装置。
O型密封圈一样平常安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起密封浸染。

O型密封圈在耐油、酸碱、磨、化学侵蚀等环境依然起到良好密封、减震浸染。

因此，O型密封圈是液压与气压传动系统中利用最广泛的一种密封件。

3、O型圈的上风

O型密封圈与其他型式密封圈比较，具有以下优点：

（1）适宜多种密封形式：静态密封、动态密封。

（2）适宜各种用场材料，尺寸和沟槽都已标准化，互换性强。

（3）适宜多种运动办法：旋转运动、轴神往回生动或组合运动(例如旋转往来来往组合运动)。

（4）适宜多种不同的密封介质：油、水、气、化学介质或其它稠浊介质。

（5）通过选用得当的橡胶材料和适当的配方设计，实现对油、水、空气、煤气及各种化学介质有效的密封浸染。
温度利用范围广(-60℃～+220℃)，固定利用时压力可达1500Kg/cm2(与补强环并用 )。

（6）设计大略，构造小巧，装拆方便

4、O形圈断面构造极其大略，且有自密封浸染，密封性能可靠。

由于O形圈本身及安装部位构造都极其大略，且已形成标准化，因此安装改换都非常随意马虎。

（1）材料品种多

可以根据不同的流体进行选择：有丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FKM)、硅橡胶(VMQ)、乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(BU)、聚四氟乙烯(PTFE)、天然橡胶(NR)等

（2）本钱低廉

（3）动摩擦阻力比较小

二、O型圈的表示方法

1、GB/T342.1的表示方法

内径d1线径d2 。

实行国标 GB3452.1

比如：O形圈 202.4，Ⅱ-2 GB1235-XX中，20代表大圈内径为20毫米，2.4代表胶圈的截面直径是2.4毫米，Ⅱ-2代表利用的橡胶种类，GB1235代表的是标准号，XX代表的是标准公布年代。

2、GB/T3452.1-2005的表示方法。

比如：O形圈 7.51.8-G-N ，

　　7.5——内径

　　1.8——断面直径

　　G——系列

　　N——等级

3、材料采取HG/T2579-2008的方法。

4、JB/T7757.2-2006机器密封用O形圈的表示方法。

比如：O形圈 7.51.8-G-N，

　　7.5——内径

　　1.8——断面直径

　　G——系列

　　N——等级

　　材料：P——丁腈橡胶，

E——三元乙丙橡胶等。

三、O型圈材质分类对照及优缺陷：

1、天然橡胶 NR

(Natural Rubber) 由橡胶树采集胶乳制成，是异戊二烯的聚合物。
具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率。
在空气中易老化，遇热变黏，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。
是制作胶带、胶管、胶鞋的质料，并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中利用的制品。

2、丁苯胶 SBR

(Styrene Butadiene Copolyme) 丁二烯与苯乙烯之共聚合物，与天然胶比较，质量均匀，异物少，但机器强度则较弱，可与天然胶掺合利用。

（1）优点：

　• 低本钱的非抗油性材质。

　• 良好的抗水性，硬度 70 以下具良好弹力。

　• 高硬度时具较差的压缩歪。

　• 可利用大部份中性的化学物质及干性、滋性的有机酮。

（2）缺陷：

　• 不建议利用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。

• 广用于轮胎业、鞋业、布业及运送带行业等。

3、丁基橡胶 IIR

(Butyl Rubber) 为异丁烯与少量 isoprenes 聚合而成，保有少量不饱合基供加硫用，因甲基的立体障碍分子的运动比其它聚合物少，故气体透过性较少，对热、日光、臭氧之抵抗性大，电器绝缘性佳;对极性溶剂如醇、酮、酯等抵抗大，一样平常利用温度范围为-54~110℃。

（1）优点：

　• 对大部份一样平常气体具不渗透性。

　• 对阳光及臭氧具良好的抵抗性。

　• 可暴露于动物或植物油或是可氧化的化学物中。

（2）缺陷：

　• 不建议与石油溶剂，胶石油和芳氢同时利用。

• 用于制作耐化学药品、真空设备的橡胶零件。

4、氢化丁睛胶 HNBR

(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁睛胶为丁睛胶中经由氢化后去除部份双链，经氢化后其耐温性、耐候性比一样平常丁睛橡胶提高很多，耐油性与一样平常丁睛胶附近。
一样平常利用温度范围为 -25~150℃。

（1）优点：

　• 较丁睛胶拥有较佳的抗磨性。

　• 具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性。

　• 在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性。

　• 一样平常来说适用于洗衣或洗碗的洗濯剂中。

（2）缺陷：

　• 不建议利用于醇类，酯类或是芳香族的溶液之中。

• 空调制冷业，广泛用于环保冷媒 R134a 系统中的密封件。

　• 汽车发动机系统密封件。

5、乙丙胶 EPDM

(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链，因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常精良，但无法硫磺加硫。
为办理此问题，在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM ，一样平常利用温度范围为-50~150℃。
对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。

（1）优点：

　• 具良好抗候性及抗臭氧性。

　• 具极佳的抗水性及抗化学物。

　• 可利用醇类及酮类。

　• 耐高温蒸气，对气体具良好的不渗透性。

（2）缺陷：

　• 不建议用于食品用场或是暴露于芳香氢之中。

• 高温水蒸汽环境之密封件。

　• 卫浴设备密封件或零件。

　• 制动 ( 刹车 ) 系统中的橡胶零件。

　• 散热器 ( 汽车水箱 ) 中的密封件。

6、丁睛胶 NBR

(Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%~50% ，丙烯睛含量愈高，对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好，但低温性能则变差，一样平常利用温度范围为 -25~100 ℃。
丁睛胶为目前油封及O型圈最常用之橡胶之一。

（1）优点：

　• 具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。

　• 具良好的压缩歪，抗磨及伸长力。

（2）缺陷：

　• 不适宜用于极性溶剂之中，例如酮类、臭氧、硝基烃， MEK和氯仿。

• 用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中利用的橡胶零件，特殊是密封零件。
可说是目前用场最广、本钱最低的橡胶密封件。

7、氯丁胶 CR

(Neoprene 、 Polychloroprene) 由氯丁烯单体聚合而成。
硫化后的橡胶弹性耐磨性好，不怕阳光的直接照射，有特殊好的耐大气老化性能，不怕激烈的扭曲，不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂，耐稀酸、耐硅酯系润滑油，但不耐磷酸酯系液压油。
在低温时易结晶、硬化，贮存稳定性差，在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。
一样平常利用温度范围为-50~150℃

（1）优点：

　• 弹性良好及具良好的压缩变形。

　• 配方内不含硫磺因此非常随意马虎来制作。

　• 具抗动物及植物油的特性。

　• 不会因中性化学物，酯肪、油脂、多种油品，溶剂而影响物性。

　• 具防燃特性。

（2）缺陷：

　• 不建议利用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。

• 耐 R12 制冷剂的密封件。

• 家电用品上的橡胶零件或密封件。

• 适宜用来制作各种直接打仗大气、阳光、臭氧的零件。

• 适用于各种耐燃、耐化学堕落的橡胶制品。

8、氯磺化聚乙烯胶 CSM

(Hypalon 、 Polyethylene) 氯磺化聚乙烯为杜邦公司专利的合成橡胶。
耐热性、耐候性、耐臭氧性均佳;耐酸性也佳，常用于耐氧化性药品(硝酸、硫酸)之处，一样平常利用温度范围为 -45~120℃。

（1）优点：

　• 对臭氧、氧化及火焰都有不错的抵抗性。

　• 物性和氯丁胶相似且拥有较佳的抗酸性。

　• 极佳的抗磨蚀性。

　• 拥有和丁睛胶相同的低磨擦表面。

　• 对付油剂及溶剂的抵抗性介于丁睛胶及氯丁胶之间。

　• 建议利用水中来防渗漏。

（2）缺陷：

　• 不建议暴露于浓缩的氧化酸、硝基烃、酯类、酮类及芬喷鼻香氢。

9、硅橡胶 SI

(Silicone Rubber) 硅胶主链由硅 (-si-o-si) 结合而成。
具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化。
有很好的电绝缘性能。
抗拉力强度较一样平常橡胶差且不具耐油性。

（1）优点：

• 经调制配方后抗张强度可达1500PSI及抗撕裂性可达88LBS

　• 弹性良好及具有良好的压缩歪

　• 对中性溶剂具有良好的抵抗性

　• 具极佳的抗热性

　• 具极佳的抗寒性

　• 对付臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗性

　• 极佳的电绝缘性能

　• 隔热、散热性佳

（2）缺陷：

• 不建议利用于大部份浓缩的溶剂、油品、浓缩酸及经稀释后的氢氧化钠之中。

• 家用电器行业所利用的密封件或橡胶零件，如电热壶、电烫斗、微波炉内的橡胶零件。

　• 电子行业的密封件或橡胶零件，如手机按键、DVD 内的减震垫、电缆线接头内的密封件等。

　• 与人体有打仗的各式用品上的密封件，如水壶、饮水机等。

10、硅氟橡胶 FLS

(Fluorinated Silicone Rubber) 硅氟橡胶为硅橡胶经氟化处理，其一样平常性能兼具有氟橡胶及硅橡胶的优点;其耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳，一样平常利用温度为 -50~200℃。

（1）优点：

　• 适用于特殊用场，如哀求能抗含氧的化学物、含芳香氢的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。

（2）缺陷：

• 不建议暴露于煞车油，酮类及胼的溶液中。

• 太空机件上。

11、氟橡胶 FPM

(Fluoro Carbon Rubber) 分子内含氟之橡胶，依氟含量 ( 即单体布局 ) 而有各种类型。
目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以“Viton”商品名上市。
耐高温性优于硅橡胶，有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂(酮、酯类除外 )、耐候性及耐臭氧性;耐寒性则较不良，一样平常利用温度范围为 -20~250℃。
分外配方可耐低温至 -40℃。

（1）优点：

　• 可抗热至 250 ℃

　• 对付大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油

（2）缺陷：

　• 不建议利用于酮类，低分子量的酯类及含硝的稠浊物。

• 汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。

　• 化工厂的密封件。

12、全氟橡胶FFPM

　　(Perfluoroelastomer)

（1）优点：

　• 最佳耐热特性

　• 精良的抗化学特性

　• 低Outgassing 特性

　• 精良之抗Plasma特性

（2）缺陷：

　• 耐低温特性较差

　• 质料价格较高

• 生产难度较高

• 全氟系列产品广泛地利用于半导体家当及信息干系家当所利用,利用范围包含薄膜制程中之PVC,CVD及蚀刻制程及各种高真空密封制程。

13、丙烯酸酯橡胶ACM

(Polyacrylate Rubber)由Alkyl Ester Acrylate 为主成份聚合而成之弹性体，耐石化油、耐高温、耐候性均佳，在机器强度、压缩变形率及耐水性方面则较弱，比一样平常耐油胶稍差。
一样平常利用温度范围为 -25~170℃。

（1）优点：

　• 适用于汽车传动油之中

　• 具良好的抗氧化及抗候性

　• 具抗波折变型的功能

　• 对油品有极佳的抵抗性

　• 适用于汽车传动系统及动力方向盘之中

（2）缺陷：

　 • 不适用于热水之中

　 • 不适用于煞车油之中

　 • 不具耐低温的功能

　 • 不适用于磷酸酯之中

• 汽车传动系统及动力系统密封件。

14、聚氨酯橡胶 PU

(Urethane Rubber) 聚氨酯橡胶机器物性相称好，高硬度、高弹性、耐磨耗性均是其它橡胶类所难比较;耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相称好。
一样平常利用温度范围为 -45~90℃。

（1）优点：

　• 耐磨、耐高压

（2）缺陷：

　• 不耐高温

• 工业上耐高压、耐磨密封件，如液压缸密封件。

• 高压高荷电系统。

四、材料名称化学描述英文缩写英文别名

材料名称

化学描述

英文缩写

英文别名

丁腈胶

丙烯腈－丁二烯橡胶

NBR

Buna-N

氢丁腈胶

氢化丙烯腈－丁二烯橡胶

HNBR

HNBR

三元乙丙胶

乙烯－丙烯－二烯橡胶

EPDM

EP,EPT,EPR

氯丁二烯

氯丁二烯橡胶

CR

Neoprene

硅胶

硅树脂橡胶

WMQ

PVMQ

氟硅氧烷

氟硅酮橡胶

FVMQ

FVMQ

丙烯酸酯

丙烯酸酯橡胶

ACM

ACM

乙烯丙烯酸

乙烯－丙烯酸橡胶

AEM

Vamac

苯乙烯-丁二烯

苯乙烯-丁二烯橡胶

SBR

SBR

聚亚安酯

聚酯/聚醚氨酯

AU/Eu

AU/EU

天然橡胶

天然橡胶

NR

NR

苯乙烯-丁二烯

苯乙烯-丁二烯橡胶

SBR

SBR

五、O形圈的利用温度表

基本性子

NBR

HNBR

EPDM

FKM

CR

ACM

AEM

SBR

AU/EU

VMQ

FVMQ

NR

高温（标准，F）

212

300

300

390

250

350

300

212

212

390

400

220

高温（分外，F）

250

-

-

-

-

-

-

-

-

480

-

-

低温（标准，F）

-22

-22

-60

5

-40

0

-40

-40

-40

-65

-75

-60

低温（分外，F）

-60

-40

-

-30

-

-

-

-

-

-

-

-

六、材料性能比拟

1、O型圈材料的选择

用作O形圈的材料有丁腈橡胶、羧酸腈、氟橡胶、乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、氟硅橡胶、聚氨酯、氯醇橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、乙烯/乙丙酸橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、全氟橡胶等等。

同样一种橡胶由于配方的不同，性能指标也有较大的变革。
以是在材料栏中大略地填写丁腈橡胶或丁腈-40是不准确的。
用于O形圈的材料化工部有专门的标准，如：HG/T 2579、HG/T 2021、HG/T 2333、HG/T 3089、HB 5290等。
HG/T 2579专门去掉了材料的详细种别，只给出了材料的一些性能指标。

2、O形圈硬度的选择是比较主要的。
如某电站水泵水轮机硬度为70(Shore)密封圈，常常剥落，乃至横向割断，后采取85～90(Shore)的密封圈，效果空想。

3、硬度低、安装方便，但随意马虎涌现剥落、安装损伤、挤出乃至压力爆炸。
硬度过高、安装未便利。

4、常日O形圈硬度40～90IRHD，但在利用中一样平常70IRHD是比较得当的，对付硅橡胶是例外，一样平常利用60 IRHD。