Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Фторопласт Ф4С15М5: композиция на основе ПТФЭ с коксовым и молибденитовым наполнением
Фторопласт Ф4С15М5 — конструкционный антифрикционный материал на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), модифицированный 15 % кокса и 5 % дисульфида молибдена. В отличие от ненаполненного Ф4, данная композиция демонстрирует повышенную износостойкость при сухом трении и способность работать в условиях ограниченной смазки. Материал перерабатывается методами холодного прессования с последующим свободным спеканием, что характерно для всех марок на основе ПТФЭ.
Технологические особенности и структура
Введение кокса в матрицу ПТФЭ снижает коэффициент линейного термического расширения и увеличивает теплопроводность, что уменьшает локальный перегрев в зоне контакта пары трения. Дисульфид молибдена, обладающий слоистой гексагональной структурой, формирует на поверхности раздела устойчивую граничную пленку, предотвращающую схватывание металлических поверхностей при граничной смазке. Совместное действие наполнителей обеспечивает стабильность геометрических размеров деталей под нагрузкой и снижает ползучесть под сжатием по сравнению с чистым фторопластом.
Физико-механические характеристики
Композиция Ф4С15М5 сохраняет химическую стойкость, присущую фторопластам, однако наполнители ограничивают применение в агрессивных средах с сильными окислителями. Рабочий диапазон температур составляет от –60 до +250 C, при этом кратковременно допустимо воздействие до +260 C. Материал не рекомендуется для эксплуатации в вакууме выше 10 мм рт. ст. из-за газовыделения органических компонентов.
| Параметр | Значение | Метод испытания | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности при растяжении | 14–18 МПа | ГОСТ 11262 | 23 C | ниже, чем у Ф4 |
| Относительное удлинение при разрыве | 120–180 % | ГОСТ 11262 | 23 C | снижается с ростом наполнения |
| Твердость по Шору D | 58–64 | ГОСТ 24621 | 23 C | выше, чем у ненаполненного Ф4 |
| Коэффициент трения по стали | 0,12–0,18 | ГОСТ 11629 | сухое трение, 1 МПа | стабилен до 100 C |
| Износ при трении скольжения | 0,5–1,5 мг/ч | ГОСТ 11629 | контртело — сталь 45 | в 5–10 раз ниже, чем у Ф4 |
| Водопоглощение за 24 ч | 0,01–0,02 % | ГОСТ 4650 | 23 C | практически гидрофобен |
Применение в узлах трения
Ф4С15М5 ориентирован на изготовление подшипников скольжения, работающих без подачи смазочного материала или при ее периодическом поступлении. Типовые детали — втулки, кольца, упорные шайбы, направляющие ползуны, седла клапанов. Материал применяется в поршневых компрессорах для изготовления уплотнительных колец штоков, работающих при температурах до +200 C и давлениях до 10 МПа.
- Опорные и упорные подшипники в насосном оборудовании химических производств
- Уплотнительные элементы запорной арматуры для агрессивных сред
- Направляющие втулки в пневмоцилиндрах и гидроцилиндрах
- Антифрикционные вкладыши в узлах ходовой части дорожно-строительной техники
- Подшипники скольжения в электродвигателях и генераторах
- Уплотнения штоков в компрессорном оборудовании
Конструкционные ограничения
При проектировании узлов с деталями из Ф4С15М5 необходимо учитывать высокий коэффициент термического расширения — (8–12) 10 К, что требует обеспечения гарантированных зазоров в сопряжениях. Допустимая скорость скольжения при сухом трении ограничена значением 1 м/с при давлении до 5 МПа; при превышении этих параметров рекомендуется принудительное охлаждение зоны контакта. Материал не предназначен для работы в средах, содержащих расплавленные щелочные металлы и элементарный фтор при повышенных температурах.
Вопросы и ответы
Чем Ф4С15М5 отличается от ненаполненного фторопласта Ф4?
Введение 15 % кокса и 5 % дисульфида молибдена повышает износостойкость в 5–10 раз, увеличивает твердость и снижает деформацию под нагрузкой. При этом прочность при растяжении падает с 25–35 МПа до 14–18 МПа, что требует учета при конструировании тонкостенных деталей.
Какие методы механической обработки применимы к Ф4С15М5?
Материал хорошо обрабатывается резанием — точением, фрезерованием, сверлением. Рекомендуется применять твердосплавный инструмент с острыми кромками и обильным охлаждением. Допуски на обработку должны учитывать упругие деформации материала под действием усилий резания.
В каких средах допустима работа деталей из Ф4С15М5?
Композиция устойчива к большинству минеральных кислот, щелочей, органических растворителей и углеводородов при температурах до +200 C. Ограничения касаются расплавленных щелочных металлов, элементарного фтора и некоторых галогенсодержащих соединений при повышенных температурах.
Как обеспечивается зазор в подшипниковых узлах с втулками из Ф4С15М5?
Из-за высокого коэффициента термического расширения необходимо предусматривать монтажный зазор не менее 0,1–0,2 мм на каждые 50 мм диаметра. При работе в условиях перепада температур более 100 C зазор увеличивают пропорционально ожидаемому расширению.