密封件技术
橡塑密封件是机械产品的重要基础元器件。随着新工业技术的迅猛发展、资源危机和对环保的重视，对密封件性能、可靠性和寿命提出了更高的要求，密封件行业也面临更多新的挑战。为了更好地服务主机行业，占领主机配套市场，橡塑密封件行业自身在不断转变观念，进行装备和技术的改造创新，在生产装备、检测技术、模具设计和加工、计算机技术和网络技术应用等方面均产生了新的变化。
国内外橡塑密封件行业现状
1、国内情况
我国中小橡塑密封件生产企业约有300多家。近年来， 企业发展在优胜劣汰的竞争中呈两极方向：一部分企业消亡，如原化工部所属的企业“中南橡胶厂”濒临破产倒闭，一些小型企业破产或转产；另一些企业迅速发展壮大，如安徽宁国中鼎密封件有限公司，2002年橡胶密封制品产品销售3.1亿元，其中销往汽车行业2.1亿元；青岛基珀密封工业有限公司，2002年橡塑密封件产品销售4447万元，其中销往农机和工程机械行业882万元、汽车行业2246万元；中车集团南京七四二五工厂发展较快，2002年产品销售收入1.2亿元，其中销往农机和工程车辆341万元；广州机械科学研究院密封研究所，2002年生产销售也达3100万元，并且发挥了其研发专长，为冶金、电力、工程机械、轻工机械等行业研制生产了一系列大型、精密、特种橡塑密封件。
据中国液气密行业协会统计，国内较具规模的5家橡塑密封件生产企业，2002年工业总产值销售收入约5.23亿元（人民币），比上年增长约30%。表明规模生产的增长速度是可喜的。产品销售去向（销售额）：汽车工业占57.8% ；工程车辆、工程建筑机械和矿山机械占5.6% ；冶金、化工和石油机械占4.1% 。
5家主要橡塑密封件生产企业统计资料如下：2001年的工业总产值为3.18亿元，销售产值4.46亿元，销售收入4.02亿元；2002年的工业总产值为5.87亿元，销售产值5.56亿元，销售收入5.23亿元，2002年分别比2001年增长84.59%，24.66% 及30.10%。
我国机械工业2002年总产值始终保持两位数的增长，全年销售收入17186亿元，产值增长最快的是工程机械行业（+48.23%）和汽车行业（+33.44%）；盈利额最多的仍然是汽车工业，达974亿元，占机械工业利润的46.64%。汽车行业始终是拉动机械工业增长的主要动力，目前汽车密封制品需求量中，我们橡塑密封件行业在国内自给部分占有比例非常小。从本行业产品结构看，在汽车行业密封制品所占比例最大，但以其他配件为主，核心部件用挤压、旋转、往复三大类密封件产值产量很小，仅占（产量）12.87% 、（产值）21.95% ；而其他密封制品占（产量）83.68%、（产值）74.78% 。
2、国际情况
2002年最新统计数字显示全球非轮胎橡胶制品生产商新前50强中，美国为15家，日本为14家，德国7家，英国5家，其中销售收入过10亿美元的有11家。日本NOK公司排名第11，销售收入11.2亿美元。排名第50名的是日本Nichirin公司，销售收入2.65亿美元。50强总销售收入为370亿美元，比上年度的390亿美元下降了5.3%，其中有近1/3的企业亏损。 从企业规模上看，中国企业仍然无缘上榜。
生产橡塑密封的国际著名企业美国派克-汉尼芬公司（Parker Hannifin）近期收购了生产橡胶-金属和橡胶复合密封的德国Gummi-Metal公司，从业人员90人，年销售额1000万美元。
3、国内企业面临的机遇和挑战
据专家预测，2003年我国GDP总值将超过11万亿元，我国固定资产投资将首次突破5万亿元，进出口总额将超过7000亿美元。预计全国的GDP总值增长8% ，将继续保持2002年经济向好的趋势。 2003年液压、气动、密封件产品需求将达到105亿元，其中密封件产品13亿元。
橡塑密封件行业是为主机配套的，主机行业的快速增长 ，为我们行业创造了发展空间，拉动了我们的发展，给我们发展带来了机遇。特别是我们占有比例很小的工程机械配套密封件，主机行业为了提高自己的产品水平，有很大的采购进口配件的趋势。我们应把握机遇，抓紧产业结构和产品结构的调整，提高市场占有率。
主机行业增长的势头， 加大了对国外橡塑密封件行业的吸引力，他们纷纷投入资本抢滩中国市场。国外几大密封件公司均在大陆设立销售机构、建立工厂。继美国派克、日本NOK、EKK、NAK公司之后，2002年度全球非轮胎橡胶制品生产商50强排名第42位的日本西川橡胶公司于去年12月份取得中国政府的许可后，即在上海淞江4万平方米的基地内着手建设1.9万平方米的生产及办公场所，总投资1000万美元，成立全资公司——上海西川密封件有限公司，生产、销售汽车密封条。 目标是向日本出口和为中国境内的日本汽车制造厂提供配套。国外资本的投入对我们企业在投资改造上、技术水平上形成了更大的压力和挑战，促使我们必须加大、加快改造和调整的力度和速度。
橡塑密封件行业技术发展动向
一、材料技术
1、橡胶材料发展趋势
特种工程弹性体取代低性能耐油橡胶
橡胶材料的低摩擦化改性
橡胶的极限化改性
可注压的固态和液态弹性体
2、工程塑料的应用越来越重要
聚四氟乙烯（PTFE）具有极好的低摩擦特性，其应用已相当广泛和成熟。在机械强度较好的工程塑料中添加PTFE的复合材料可充分发挥两种材料的优点。如POM、PPS等。
3、聚氨酯材料的高性能化
一般的聚氨酯材料只能在80℃以下长期使用，Parker聚氨酯高温改性后可耐120℃，短时可耐145℃，压缩永久变形性能优异。
用自润滑性的改性液（含MoS2等）浸润PU材料，降低其摩擦系数，以推进PU在气动和高速度密封的应用。
随着环保观念的增强，在水性介质条件下使用的密封件日渐增多。从材料结构方面实质性的提高PU材料耐水解性是很有必要的。
4、工程陶瓷密封的进一步研究应用（含高分子）
工程陶瓷具有优异的耐化学腐蚀性和耐温性，随着密封技术的发展，将在密封元件中有一定的应用前景。尤其是工程陶瓷经聚合物改性后（即所谓“高分子陶瓷”），弹性和韧性得到了提高。
5、纳米科技对传统密封材料的改性
橡胶材料经过纳米改性，综合力学性能、抗热氧紫外线老化性能、电学性能、阻燃性能将大幅度提高。例如，纳米氧化锌可大大提高橡胶的高速耐磨性能、老化性能，可提高耐屈挠性能5倍，而且用量仅为普通氧化锌的30~50% 。
国内有厂家采用有机/无机纳米杂化技术对TPU进行纳米改性，材料的强度和耐磨性等各项指标均有较大提高，尤其是耐高温性也有较大提高，使TPU工作温度可由80℃提高到120℃。
无机粒子如纳米氧化锌填充PTFE，可明显改进PTFE的耐磨性。
二、产品结构和制造工艺技术
我国对特种橡胶制品的需求越来越大，而大量的特种橡胶制品依然大量依赖进口。对于汽车行业而言，在高速旋转油封设计和生产技术、生产装备方面我国橡塑密封件行业水平与国外先进水平差距仍然较大；在检测技术上，对油封各种重要参数的检测及模拟基本处于空白。产品的可靠性及寿命研究，近年来，由于体制调整改革等因素，此类基础理论研究在企业基本停止。企业和科研院所主要精力侧重于规模化生产和产品新结构的研究，以及引进技术的消化、吸收和国产化，明显地加大了新产品的开发力度。
1、代表性新产品
“八角形”结构的密封件：由Freudenberg开发了一种“八角形”结构的密封件，专用于新型八角型活塞的内径8~25mm微型气缸的密封系统。 具有可靠性，能对活塞杆起到永久密封作用。
优化密封功能”的活塞杆密封：宝色霞板研制了带有“优化密封功能”的活塞杆密封，适用于铲车、农机、等工程机械及机车和注塑机的液压系统。它具有安装快且不会损坏密封、使用寿命长等优点。
大型多肢密封：由广州机械科学研究院密封研究所开发研制的多肢密封件，是油膜轴承的关键部件，具有双重密封作用： 多肢密封件的五个“唇”分别起封水、封油、防尘等作用。
YG2000复合O形圈：由上海亿冈五金密封材料有限公司研制，是用透明氟塑料包覆氟橡胶O形圈，可耐元素氟和熔融状态的金属钠以外的所有介质；近年来，在国防科研方面也出现一些新产品。
2、工艺装备和检测技术
密封件生产装备和检测技术正朝着自动化、低成本、高可靠性的方向发展。
成型工艺方面：国外广泛应用高效、先进、高品质的橡胶注射成型加工技术。生产小制品的螺杆往复式注射机、大规格制品用螺杆柱塞式注射机，均能有效提高密封件外观质量和性能、节省原料。Parker公司生产O形圈，采用注射机做出飞边很小的产品、配合液氮冷冻修边、塑料粒修边及水石洗三道工序，产品外观质量达到了相当高的水平。
硫化工艺装备方面：国内许多密封件厂家装备了真空平板和注射机，对于普通平板硫化机也进行循环油加热的改造，以保证工艺稳定性。
奥地利的爱科诺莫斯公司，在密封圈传统制作上有较大的突破。该公司生产密封件的机加工设备，可采用机加工的方式生产密封件，适用于多种材料密封件生产，其市场份额正逐年扩大。
检测技术方面： 最新的发展是采用光学系统。如Freudenberg等公司采用了有KMK公司开发的第三代新型光学系统，完全取代了人工检测，成功将密封件的质量检测完全集成到生产过程中，这种图象处理系统达到了极高的检测速度和检测精度，可检测到密封件表面最微小的缺陷，如裂缝、滑移线、毛孔、气泡和杂质等，操作简单方便，并能有效地保证结果的一致性、可靠性。该系统有线形检测系统和旋转检测系统两种：线形检测系统根据O形圈等产品的几何形状及其表面状态，由16架照相机进行记录，并由智能化的软件进行分析。经过零件的自动分离或反转，达到对表面、孔穴、滑移线及异常因素的最优检测，带飞边毛刺的密封件还可单独挑拣出来，以便返修。废次品也可根据不同的标准分别装到不同的容器中，每小时可检测30000个O形圈；旋转检测系统可通过附加变形，测试密封件表面小到±0.02mm的异常。每小时可分析1800~3600个零件，还可对弹簧是否装配到位进行测定。两种检测系统均可实现完全自动化，目前主要用于高质量要求的密封件检测。
日本NOK公司研究的油封可视化技术，是世界上最先成功将油膜在油封和回转轴的流动状态可视化，提高理论与实际的吻合检证精度；利用分子动力学模拟技术进行分析，模拟分子间的活动，可预测气体及油对于橡胶和塑料的极限状态的影响，从而分析油性添加剂用于橡胶和塑料所产生的影响。
国内密封件企业也引进了测量油封唇口张力为主要依据的油封检测装置；以检测气压变化测定油封唇口密封性能的气敏检测仪（意大利），具有较高的检测速率，每小时可检测1200~1800个油封。
3、模具设计和加工技术的发展
橡塑密封件模具的设计和加工方面，先进国家全部采用了CAD/CAE/CAM技术。厂家很重视设计软件的二次开发，具备良好的模具型腔内材料的加工流动性分析能力。加工制造方面已普遍采用了数控机床，大公司基本实现全数控化。模具的精度、表观质量均达到相当高的水平。
国内橡塑密封件企业中有不少企业也装备了数控加工设备，但在-模具设计和加工应用CAD/CAM方面经验不多，不妨借鉴其他行业在注塑工艺及模具设计与制造中应用CAD/CAM的经验，加快我行业应用步伐。
4、密封行业的计算机网络和信息化发展
① 企业内部网络化、信息化
我国部分发展较快的密封件生产企业，在企业资源管理（ERP）应用方面已在追赶国际水平，部分重点企业已采用ERP。青岛基珀密封件公司在应用ERP的基础上，进一步实行“密封件产品寿命全过程管理”技术的软件二次开发，不断提升企业的信息化水平。
② 网络技术为传统密封产业带来新的气象
许多密封件企业已建立了自己的网站/网页，扩大自身的宣传，促进企业间的交流。人性化的网站设计，可让来访者轻松地了解到企业及其产品信息；企业通过网络可获取国内外相关信息，有效地改变以往对外交流困难的局面，有力地促进了行业技术进步；企业在制订各阶段的发展规划时，通过政府网络，可了解到政府相关的宏观经济政策，行业动态等。这些信息的迅速获取依赖于信息技术的不断发展，许多先进的生产技术和新材料信息都可以通过网络及时传递。
③ 电子商务带来新的商机
随着网上支付、网络安全和物流等方面的问题得到逐步解决，在不远的未来，电子商务将会为企业带来新的利润增长点。国内外已有不少密封件公司看准这一商机，纷纷在网上开设商店，传统的密封件销售方式将会面临新的挑战。
结束语
随着全球经济一体化、国际采购全球化的市场格局，中国加入WTO带来的机遇和挑战，密封件市场的国际化需求对企业决策、产品更新和定位以及生产管理提出了更高的要求。
中国汽车工业的高速发展，高性能橡胶密封件巨大的市场。汽车、工程机械、进口设备等维修市场也有着同样巨大的潜力。我们橡塑密封件行业以几个骨干企业为核心，必须把握机遇，加速摆脱低技术含量、低附加值的生产方式，提高产品技术水平和质量水平，走向规模化经营、生产高档次产品，发挥自身优势，参与国际化竞争。