วิธีเลือกพลาสติกทนต่อการสึกหรอ
August 07, 2024
วิธีการเลือกพลาสติกที่ทนต่อการสึกหรอได้อย่างไรในการจัดอันดับพลาสติกวิศวกรรมที่ทนต่อการสวมใส่สิบอันดับแรกได้อย่างไร?
ในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุ COF มักจะหมายถึงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเป็นค่าไร้มิติที่อธิบายถึงปริมาณของแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวที่สัมผัสได้สองพื้น มันเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการทำงานร่วมกันของพื้นผิววัสดุและเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจพฤติกรรมการเลื่อนของวัสดุ
ในหมู่พวกเขา:
แรงเสียดทานคือแรงที่ป้องกันไม่ให้พื้นผิวสองตัวจากการเลื่อนสัมพันธ์กัน
แรงดันบวกคือแรงที่ทำหน้าที่ตั้งฉากระหว่างพื้นผิวที่สัมผัสสองแห่ง
วัสดุที่เป็นของแข็งหล่อลื่นสามกราไฟท์โมลิบดีนัมซัลไฟด์, PTFE! วัสดุทั้งสามนี้มี COF ต่ำมาก พลาสติกวิศวกรรมใด ๆ การดัดแปลงที่ทนต่อการสึกหรอสูงไม่สามารถข้ามการแต่งงานที่กล้าหาญสามประการข้างต้น
COF = แรงเสียดทาน / ความดันบวก
บทความนี้จะกล่าวถึง: PTFE, UHMWPE, PEEK, PI, POM, POK, PA66, PA46, PPS, LCP TEN การใช้งานพลาสติกทนต่อการสึกหรอทั่วไป
เกี่ยวกับความต้านทานการสึกหรอของพลาสติก: ก่อนอื่นเราควรพิจารณาสภาพแวดล้อมการทำงานพลาสติกเช่นความเร็วในการวิ่งความถี่แรงเสียดทานของวัตถุการทำงานของสถานการณ์แรงโหลดอุณหภูมิและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่ต้องพิจารณา ความต้องการของการเลือกวัสดุที่เหมาะสม การใช้งานจริงในสภาพการทำงานข้างต้นทิศทางประสิทธิภาพจะถูกกำหนดแล้วเลือกวัสดุ แต่มักจะใช้พลาสติกวิศวกรรมที่ดัดแปลงมารวมกันเป้าหมายการปรับตัวที่ทนต่อการสึกหรอของวัสดุทางเศรษฐกิจ
การทดสอบแอปพลิเคชันการต่อต้านการขัดถลอกของท่อ
สรุป: ไม่มีพลาสติกทนต่อการสึกหรอมากที่สุด! PTFE ในการเผชิญกับค่าสัมประสิทธิ์ต่ำสุดของแอปพลิเคชันท่อปูน COF แรงเสียดทานโดยตรงโดย UHMWPE วินาทีโดยตรงแม้จะไม่ดีเท่า PA66! PTFE ในและของตัวเองกับการบดเป็นไฮไลท์ของ TA ในขณะที่ปูนซีเมนต์จะไม่ถูกทำลาย TA!
เห็นได้ชัดว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำเพียงอย่างเดียวและไม่สามารถระบุการใช้ความต้านทานการสึกหรอพลาสติกที่แท้จริงไม่ได้ทำให้การรับรู้ของคุณล้มเหลว?
อะไรคือปัจจัยที่มีผลต่อการต้านทานการเสียดสีและอัตราการสึกหรอ?
มิติที่จำเป็นในการกำหนดความต้านทานต่อการเสียดสีของพลาสติกคืออะไร?
ประเภทติดต่อ
การติดต่อแบบไดนามิกเช่นการเลื่อนและกลิ้ง
การรวมกันของพื้นผิวการผสมพันธุ์เช่นโลหะกับโลหะเป็นโลหะพลาสติกถึงพลาสติกโลหะถึงพลาสติก
วัสดุหรือความขรุขระของพื้นผิวการผสมพันธุ์
การกวาดล้างพื้นผิวการผสมพันธุ์
สภาพแวดล้อม
อุณหภูมิรวมถึงความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทาน
การสัมผัสกับแสงแดด
ความชื้นหรือสัมผัสกับเครื่องสำอาง
สถานะและประเภทของการหล่อลื่น
โหลด
แรงดันของโหลดที่ใช้ภายนอก
ความเร็วในการเคลื่อนที่แบบไดนามิก
การประเมินความต้านทานการสึกหรอของพลาสติกเกี่ยวข้องกับหลายมิติที่สามารถช่วยให้เราได้ภาพที่ครอบคลุมว่าวัสดุจะทำงานอย่างไรภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน ฉันจะเลือกพลาสติกที่ทนต่อการสึกหรอได้อย่างไร?
ตัดสินจาก 7 มิติหลักต่อไปนี้:
1. คุณสมบัติของวัสดุ:
ความแข็ง: พลาสติกที่มีความแข็งสูงมักจะทนต่อการสึกหรอได้มากขึ้นเช่น POM, Peek และ Pi
ผลึก: พลาสติกที่มีความเป็นผลึกสูงมักจะทนต่อการสึกหรอได้มากกว่าเช่น PA66, POK, PEEK ฯลฯ
น้ำหนักโมเลกุล: พลาสติกน้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้นมักจะมีความต้านทานต่อการเสียดสีที่ดีขึ้นเช่น UHMWPE
การกระจายน้ำหนักโมเลกุล: การจัดเรียงโมเลกุลแน่นและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของวัสดุเช่น POK, PPS, LCP, PEI, PEEK ฯลฯ
องค์ประกอบทางเคมี: พลาสติกที่มีกลุ่มพิเศษ (เช่นวงแหวนเบนซีน) อาจส่งผลกระทบต่อความต้านทานการสึกหรอ เช่น PPS, LCP, PEEK, PI
2. คุณสมบัติทางกายภาพ:
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (COF): ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ต่ำกว่ามักจะหมายความว่าพลาสติกสร้างแรงเสียดทานน้อยลงบนพื้นผิวที่สัมผัสซึ่งจะช่วยลดการสึกหรอและการฉีกขาดเช่น PTFE และฟลูออโรลาสติกสำหรับทั้งครอบครัว, UPE, POM, PA66, PA46, PEEK, PEEK และอื่น ๆ
ความต้านทานแรงดึง: ความต้านทานแรงดึงที่สูงขึ้นหมายถึงวัสดุมีโอกาสน้อยที่จะแตกเมื่ออยู่ภายใต้ความเครียด
โมดูลัสของความยืดหยุ่น: วัสดุที่มีโมดูลัสสูงของความยืดหยุ่นเสียรูปน้อยลงเมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอกช่วยลดการสึกหรอ
พฤติกรรมการคืบ: คุณสมบัติการคืบของวัสดุภายใต้ภาระที่ยั่งยืนส่งผลกระทบต่อความต้านทานการสึกหรอ
จุดสามจุดข้างต้นในความแข็งแกร่งโมดูลัสสูงพลาสติกวิศวกรรมพิเศษมีข้อได้เปรียบอย่างแน่นอนเช่น PPS, LCP, PEEK, PEI, PI และอื่น ๆ
3. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม:
อุณหภูมิ: ความต้านทานต่อการเสียดสีของวัสดุที่อุณหภูมิต่างกันจะเปลี่ยนไป
ความชื้น: ความชื้นมีผลต่อการดูดซึมน้ำและการขยายตัวของวัสดุเช่นไนลอนจึงส่งผลต่อความต้านทานต่อการขัดถู
สื่อเคมี: สารเคมีบางชนิดอาจเร่งการสึกหรอของวัสดุ
ตามข้อกำหนดของความต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนพลาสติกทางแยกพลาสติกแสดงจุดที่สำคัญที่สุดสี่จุดที่ควรพิจารณาความต้านทานอุณหภูมิความต้านทานทางเคมีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานความแข็งแรงเชิงกลนอกเหนือจากสิ่งต่อไปนี้:
4. เงื่อนไขการประมวลผล:
การรักษาพื้นผิว: การเคลือบพื้นผิวหรือการรักษาสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมีนัยสำคัญเช่น PTFE มักใช้เป็นสารเคลือบเพื่อให้ความต้านทานการสึกหรอ
วิธีการขึ้นรูป: วิธีการปั้นที่แตกต่างกัน (เช่นการฉีดขึ้นรูปการอัดรีดการหล่อตายซีเอ็นซีการฉีดพ่น ฯลฯ ) อาจส่งผลกระทบต่อโครงสร้างจุลภาคของวัสดุซึ่งจะส่งผลกระทบต่อความต้านทานการสึกหรอนอกเหนือจากเศรษฐกิจของการประมวลผลจะต้องได้รับการพิจารณา เช่น PTFE, UPE, PI ไม่เหมาะสำหรับการฉีดขึ้นรูป PEEK ต้องใช้อุณหภูมิการประมวลผลที่สูงมาก
ตัวดัดแปลง: การเพิ่มฟิลเลอร์เส้นใยและตัวดัดแปลงอื่น ๆ สามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอการปรับเปลี่ยน
5. วิธีทดสอบ:
การทดสอบการสึกหรอแบบเลื่อน: ประเมินความต้านทานการสึกหรอโดยการจำลองการสึกหรอแบบเลื่อนในการใช้งานจริง
การทดสอบการเสียดสีของกระดาษทราย: การทดสอบการเสียดสีโดยใช้กระดาษทรายที่แตกต่างกัน
การทดสอบเครื่องทดสอบการสึกหรอ: จำลองการสึกหรอภายใต้เงื่อนไขเฉพาะโดยใช้เครื่องทดสอบการสึกหรอที่เฉพาะเจาะจง
การทดสอบการสึกหรอแบบกลิ้ง: ทดสอบโดยใช้เครื่องทดสอบการสึกหรอลูกบอลแบบม้วนมาตรฐาน
การทดสอบการเสียดสีของ Taber: การทดสอบการเสียดสีที่ได้มาตรฐานโดยใช้เครื่องทดสอบการเสียดสี Taber
ค่าสัมประสิทธิ์การทดสอบแรงเสียดทาน: ประเมินความต้านทานการสึกหรอโดยการวัดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวของวัสดุและวัสดุอื่น ๆ
ในระยะสั้นวิธีการทดสอบการสึกหรอที่แตกต่างกันวัตถุดิบที่ทนต่อการสึกหรอที่สอดคล้องกันหรือพลาสติกดัดแปลงจะถูกนำมาใช้ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงาน! หากคุณต้องสวมใส่กับฮาร์ดแวร์คุณจะต้องเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าของวัสดุและปรับปรุงการหล่อลื่นของชิ้นส่วนพลาสติกและยาง เมื่อพิจารณาถึงเสียงที่ทนต่อการสึกหรอปรับปรุงการหล่อลื่นของวัสดุทนต่อการสึกหรอและความยืดหยุ่น
6. สภาพแวดล้อมแอปพลิเคชัน:
เงื่อนไขการโหลด: โหลดที่แตกต่างกันภายใต้ประสิทธิภาพความต้านทานการสึกหรอของวัสดุนั้นแตกต่างกัน
วัสดุติดต่อ: ประเภทของวัสดุที่สัมผัสกับพลาสติกจะส่งผลต่อความต้านทานการสึกหรอ
ประเภทการเคลื่อนไหว: การเคลื่อนไหวประเภทต่าง ๆ เช่นการเลื่อนและการกลิ้งมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับความต้านทานการสึกหรอ
7. ประสิทธิภาพระยะยาว:
ประสิทธิภาพการชราภาพ: การสัมผัสในระยะยาวต่อสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง (เช่นแสงอัลตราไวโอเลตการปั่นจักรยานอุณหภูมิ ฯลฯ ) จะส่งผลต่อความต้านทานการสึกหรอของวัสดุเช่น PEEK, PTFE, UPE ฯลฯ
ความเหนื่อยล้าชีวิต: ความทนทานของวัสดุภายใต้ความเครียดซ้ำ ๆ เช่น UPE, POK, PEEK, PI และอื่น ๆ
ด้านบนเป็นตัวเลือกของพลาสติกทนต่อการสึกหรอ 7 มิติ! พลาสติกที่ทนต่อการสึกหรอไม่มีการจัดอันดับที่แข็งแกร่งที่สุด
การสรุป
PTFE และ UHMWPE เป็นนักแสดงที่ดีที่สุดในแง่ของค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและการหล่อลื่นตนเอง แต่มีความแข็งแรงเชิงกลที่ต่ำกว่าและข้อกำหนดการต้านทานการสึกหรอที่สูงมากก่อน! แต่มันก็ขึ้นอยู่กับเป้าหมายของแรงเสียดทาน
POM นั้นยอดเยี่ยมในแง่ของความต้านทานการสึกหรอและการหล่อลื่นด้วยตนเองประหยัดค่าใช้จ่ายและเหมาะสำหรับการใช้งานเกียร์และเกียร์ส่วนใหญ่
PA66 นั้นยอดเยี่ยมในการต้านทานการสึกหรอและการหล่อลื่นด้วยตนเองราคาปานกลางสวมใส่ดัดแปลงเพื่อครอบคลุมการใช้งานที่กว้างที่สุด
Peek, PI มีความต้านทานการสึกหรอสูงความต้านทานต่อสภาพอากาศความต้านทานความร้อนและความต้านทานทางเคมีเหมาะสำหรับสภาพการทำงานปรากฏอุณหภูมิ 300 + การใช้งาน แต่ค่าใช้จ่ายสูงมาก
POK, ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการต้านทานการสึกหรอและการหล่อลื่น, การรวมกันของประสิทธิภาพ PA + POM, ค่าใช้จ่ายปานกลาง แต่อุณหภูมิการประมวลผลแคบแอปพลิเคชันมี จำกัด
LCP, PPS, PA46 มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานความร้อนความต้านทานความร้อน 250-290 แอปพลิเคชันที่ทนต่อการสึกหรอไม่สามารถข้ามทางเลือกได้ แต่ค่าใช้จ่ายสูง
ด้วยการพิจารณาอย่างครอบคลุมของมิติเหล่านี้คุณสามารถประเมินความต้องการความต้านทานการสึกหรอของพลาสติกได้อย่างครอบคลุมมากขึ้น ในการใช้งานจริงวัสดุที่เหมาะสมที่สุดจะต้องเลือกตามสภาพแวดล้อมการใช้งานเฉพาะและสภาพการทำงาน หากคุณต้องการข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจคุณสามารถอ้างถึงมาตรฐานการทดสอบที่เกี่ยวข้องและคุณสมบัติวัสดุและคู่มือผลิตภัณฑ์เพื่อทำการทดสอบก่อนตัดสินใจ
