Фторопласт Ф4К15М5 — композиция ПТФЭ с коксом и дисульфидом молибдена
Фторопласт Ф4К15М5 — композиционный материал на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), наполненный коксом (15 %) и дисульфидом молибдена MoS (5 %). Сочетание двух разнородных наполнителей обеспечивает одновременно высокую износостойкость и низкий коэффициент трения, что недостижимо для чистого фторопласта-4. Материал выпускается по ТУ 6-05-1413-76 в виде гранул для переработки методом холодного прессования с последующим свободным спеканием.
Состав и технические характеристики
Коксовая составляющая формирует жёсткий антифрикционный каркас, воспринимающий контактные нагрузки, а MoS образует на поверхности трения тонкую плёнку, снижающую адгезионное схватывание с контртелом. Такая комбинация наполнителей работает в условиях граничной смазки и «сухого» трения.
| Показатель | Значение | Метод контроля | Условия | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 2,10–2,15 | ГОСТ 15139 | 23 C | г/см |
| Предел прочности при растяжении | 14–18 | ГОСТ 11262 | 23 C | МПа |
| Относительное удлинение | 80–150 | ГОСТ 11262 | 23 C | % |
| Коэффициент трения по стали | 0,10–0,15 | ГОСТ 11629 | сухое трение | — |
| Интенсивность изнашивания | 2–5 10 | ГОСТ 11629 | P = 1 МПа, v = 1 м/с | мм/(Нм) |
| Теплостойкость | 260 | ГОСТ 21553 | кратковременно | C |
Эксплуатационные свойства
Рабочий диапазон температур — от –60 C до +250 C при длительной эксплуатации. Материал сохраняет размерную стабильность при термоциклировании, химически инертен к большинству агрессивных сред, включая концентрированные кислоты, щёлочи и органические растворители. Диэлектрические характеристики: удельное объёмное сопротивление не менее 1 10 Омсм, тангенс угла диэлектрических потерь при 10 Гц — не более 5 10.
Введение кокса повышает теплопроводность до 0,5–0,7 Вт/(мК), что улучшает отвод тепла из зоны трения и снижает вероятность термодеструкции при высоких скоростях скольжения. Твёрдость по Шору D — 60–68.
Области применения
- Уплотнительные кольца и манжеты торцевых уплотнений насосов перекачки агрессивных сред в нефтегазопереработке.
- Подшипники скольжения и втулки шарнирных соединений в металлургическом оборудовании (рольганги, тянущие устройства).
- Направляющие и опорные элементы пневмо- и гидроцилиндров в станкостроении.
- Сепараторы и вкладыши подшипников в химическом и пищевом оборудовании.
- Уплотнения запорной арматуры (затворы, краны) в системах транспортировки кислот и щелочей.
- Детали трения компрессоров и насосов, работающих без подачи смазки.
Переработка и формование
Заготовки из Ф4К15М5 формуют методом холодного прессования при удельном давлении 30–50 МПа с последующим свободным спеканием в печи при 360–380 C по ступенчатому режиму. Скорость подъёма температуры в интервале 327–360 C ограничивают для предотвращения растрескивания. Механическую обработку спечённых заготовок ведут твердосплавным инструментом с обильным охлаждением.
Вопросы и ответы
Чем Ф4К15М5 отличается от Ф4К20?
Ф4К15М5 содержит 15 % кокса и 5 % дисульфида молибдена, тогда как Ф4К20 наполнен только коксом (20 %). Добавка MoS снижает коэффициент трения и склонность к схватыванию с металлическим контртелом, но несколько уменьшает твёрдость и прочность.
При каких нагрузках допустима эксплуатация без смазки?
При сухом трении по стали рекомендуются удельные нагрузки до 1,5–2 МПа и скорость скольжения до 1,5 м/с. Превышение этих параметров вызывает интенсивный износ и локальный перегрев.
Какой максимальный диаметр заготовок можно получить спеканием?
Методом свободного спекания изготавливают заготовки диаметром до 250–300 мм и высотой до 150 мм. Для крупногабаритных деталей применяют изостатическое прессование.
Сохраняет ли материал свойства при контакте с кислотами?
Да, Ф4К15М5 химически стоек к концентрированным минеральным кислотам, щелочам и окислителям. Исключение — расплавленные щелочные металлы и элементарный фтор.
