機械密封的摩擦副組對材料常用堆焊、噴塗、熔結RC合金等，構成密封環的耐磨面層。
一、司太立特合金堆焊
堆焊是用焊接的方法在金屬基體表面上堆敷一層具有一定性能的材料。將表面覆蓋，而形成一種新的表面層，作為機械密封摩擦副的耐磨端面。其中主要的一種是用氧乙炔焰進行司太利特合金堆焊，堆焊的溫度一般為1700 ~ 1800℃。
1、堆焊前的準備
加工堆焊基體通常在堆焊基體端面上開一凹槽(見圖9-9）。
堆焊前，要將焊條放在烘箱內烘烤.以除去水分.烘烤為250~300℃，時間為1~2h。被堆焊基體表面應清理，不應有油汙、鏽跡等缺陷。
2、操作注意事項
（1）將工件置於加熱迴轉裝置之上，堆焊基體表面必須放平，以保證焊液均勻分佈.堆焊前，先用氧乙炔焰預熱工件表面（預熱800--900℃，隨基體鋼種和大小而異)，預熱時工件隨迴轉裝置轉動(堆焊時亦同)。
（2）堆焊時，應用還原焰。氧：乙炔<1. 0~1. 3，即使用微過量的乙炔，以保證焊層表面及堆焊層不被氧化，同時可以使燃燒盡的碳及其他成分最少。
（3）堆焊時焊槍位置見圖9-10。堆焊時採用的噴嘴.要根據堆鉀基體的大小來選擇。噴嘴出口處的第一節焰為未完全燃燒的氧乙炔混合物，這部分火焰極為明亮，呈圓柱狀，長度為5~20mm(視噴嘴大小而不同)，稱為焰芯；緊接著的第二節由半燃燒的一氧化碳和氫氣組成稱為還原焰；第二節為燃燒過程中的最終產物，即二氧化碳和水蒸氣，這一節又可叫做外焰。堆焊時火焰的調整，以還原焰為焰芯長度的2.5~3倍為宜。
（4）為了避免司太特合金被氧化，焰芯與被堆焊基體表面之間的距離應保持1.5~3mm。為了儘快加熱堆焊表面，而又不使其面層過熱，焊槍中心線與堆焊表面約成45°~75°傾角。
（5）堆焊時，將合金熔液滴入堆焊基體凹槽中，用焊焰吹動，使合金溶液不致冷凝且暢快地流動，這樣一滴滴地使凹槽逐漸熔滿合金，然後用焊焰燙平。此間還應注意調節氧氣的工作壓力和焊焰的情況。使用的乙炔要適量，否則會增加孔隙和皮層，同時還會降低熔化溫度，氧氣的工作壓力為0.3~0.35MPa。
（6）在整個堆焊過程中，應注意堆焊溫度。溫度過高或過低及堆焊時間過長，都會影響質量，堆焊完成後，要將焊焰作渦旋狀離開或使火焰沿熔敷面平行地慢慢離去。
（7）堆焊完成後，置於石棉和雲母的混合物中保溫並進行緩慢冷卻。
二、等離子噴塗Cr2O3
等離子噴塗是利用噴槍中的鎢(或釷鎢合金)陰極與銅質環形陽極之間產生強大的電弧，而電離氣體產生等離子束，同時將待噴粉末送入等離子束中熔化而成液體，並隨著等離子束噴射到工件表面上，形成所需的具有特殊性能的塗層(厚度一般為0. 3~0. 5mm)。
等離子噴塗的裝置原理如圖9-11所示。當高頻振盪器產生的高壓高頻振盪擊穿噴槍嘴和電極之間的氣體介質時，氣體放電電離而導電，然後將具有一定壓力的氣體導入噴嘴。這時電源供給強大的電流將氣體介質加以高溫電離，形成電子和離子。這些電子和離子夾雜著未電離的中性原子和分子一起，形成一個宏觀上中性的等離子弧。在噴嘴和電極之間的電場中，等離子體得到加速，且在通過噴嘴時產生熱收縮效應、電磁收縮效應以及機械壓縮效應，這樣就形成一個能量集中、溫度高達15000~20000℃的高速剛性等離子弧。由於這種方法產生的溫度很高，任何難熔的粉末材料在等離子束中均被熔化，且周圍設有保護氣體，故塗層的黏著性好，強度高。
噴塗時，通常用氮氣輸送粉末，輸送速度必須精確控制。噴塗條件可通過改變輸人功率和工作氣體的流速加以調節。
採用等離子噴塗法得到塗層密度僅為理論密度的90%~92%。
1、基體的加工
在噴塗基體表面開凹槽（見圖9-12），圓周方向留有極小的邊緣，它可防止機加工時損傷噴塗面另外，還需在基體上設置通冷卻水的工藝夾具，力求使工件不變形，此外，噴塗面倒角處及軸向總長度應留磨量0.1~0.2mm。其他尺寸都按圖紙要求加工。
為使塗層具有黏著力，必須將基體凹槽表面打毛去油，進行噴砂處理。
2、Cr2O3粉末的製備
製備Cr2O3粉末的原料及配比為：純度為98%的氧化鉻粉5kg與純度為99%的硅溶液1590mL加水1136mL，球磨機中進行球磨加工。經球磨後的漿液用壓縮空氣噴射到500℃左右的乾燥箱內，乾燥收存。乾燥後塊狀粉料在1450~1600℃中焙燒，然後經破碎、篩分。
3、等離子噴塗設備
等離子噴塗主要設備有電源控制箱、氣源、水冷系統、送粉器、噴槍、動力頭轉檯等。
4、噴塗工序及工藝參數
（1）噴塗工序
先裝上工件，開啟冷卻水，旋轉工件；同時接通主電源、輸氣、高頻引弧，調節電流、電壓及送粉。
（2）噴塗Cr2O3陶瓷的工藝參數
等離子體發生氣H20.8MPa，等離子體氣生氣N20.8MPa，槍端電壓9V，電流30A，噴塗槍距10mm。
三、不鏽鋼燒覆RC合金
這種合金是以下不鏽鋼作基體，用鑄造碳化鎢粉末加入銅，利用滲透法制成耐磨表面層的複合材料。其密封環的製作工藝如下。
1、基體加工
將不鏽鋼環端面車出矩形截面的環槽（見圖9-13）。環槽的深度根據需要而定，一般為1.5~3mm。粉料壓實前高度h可按下式確定
h=&S+C1+C2
式中：
S——所需表面層厚度，mm；
&——松裝比，用60~80目的鑄造碳化鎢以300~350MPa的壓力壓制時&=2；
C1——磨削餘量，取C1=0.5mm為宜；
C2——模具導向餘量，亦可不留餘量。
2、壓制
在槽內均勻填一層碳化鎢粉末，模壓用300~350MPa的壓力壓實。在被壓實的碳化鎢上面覆蓋一層99.99%的純銅粉，仍以同樣的壓力壓實。壓制與脫模工裝如圖9-14所示。
3、燒結
將坯件放人真空爐，加溫燒結.使銅粉在1150~1200℃下熔化，熔融的銅滲入被壓實的碳化鎢層。表面層中的含銅量一般為11%~12%。
4、燒結溫度曲線
如圖9-15所示。工件隨爐冷卻到200℃以下取出，然後再進行機械加工。
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