Фторопласт Фторопласт-KU в Минске

Фторопласт-KU: конструкционный материал с повышенной износостойкостью

Фторопласт-KU — это композиция на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), модифицированная коксовым наполнителем. В отличие от ненаполненного фторопласта-4, материал демонстрирует существенно более высокую стойкость к абразивному изнашиванию при сохранении химической инертности, характерной для фторполимеров. Композит предназначен для узлов трения, работающих в агрессивных средах и при повышенных механических нагрузках, где применение чистого ПТФЭ ограничено его низкой твердостью и склонностью к деформации под нагрузкой.

Технологические особенности и физико-механические показатели

Введение коксового наполнителя в матрицу ПТФЭ изменяет характер деформирования материала под нагрузкой. Композит отличается пониженной ползучестью и меньшей остаточной деформацией при сжатии по сравнению с фторопластом-4. Твердость по Шору (шкала D) возрастает, что позволяет использовать фторопласт-KU в парах трения с более жесткими допусками по геометрии. Коэффициент трения по стали в сухом режиме снижается до 0,15–0,20, а в присутствии водной смазки — до 0,05–0,08.

Рабочий диапазон температур сохраняется в пределах от –60 до +250 C, что обеспечивается термостойкостью фторуглеродной матрицы. Теплопроводность композита выше, чем у чистого ПТФЭ, что улучшает отвод тепла из зоны контакта в подшипниковых узлах. Электрические характеристики материала снижаются относительно ненаполненного фторопласта, поэтому фторопласт-KU не применяется в качестве электроизоляционного материала в высокочастотной технике.

Номенклатура и геометрические параметры

Материал поставляется в виде заготовок, из которых механической обработкой изготавливаются детали требуемой конфигурации. Наиболее распространенные формы поставки:

• стержни диаметром 10–200 мм, длиной до 1000 мм;
• втулки с наружным диаметром до 300 мм и внутренним — от 6 мм;
• пластины и листы толщиной 2–50 мм;
• диски и кольца, вырезаемые из листовых заготовок;
• заготовки под поршневые кольца и уплотнительные манжеты.

Механическая обработка фторопласта-KU выполняется на стандартном металлорежущем оборудовании твердосплавным инструментом. Материал не требует смазочно-охлаждающей жидкости при точении и фрезеровании. Допуски на обработку назначаются с учетом коэффициента линейного расширения композита, который составляет около 1010 1/C — ниже, чем у ненаполненного ПТФЭ.

Применение в промышленных узлах трения

Фторопласт-KU ориентирован на применение в качестве антифрикционного элемента в парах трения скольжения, работающих без смазки или при ограниченной смазке. Основные области использования:

• подшипники скольжения в насосном оборудовании, перекачивающем химически агрессивные жидкости;
• уплотнительные кольца и манжеты в гидравлических и пневматических системах;
• направляющие втулки в арматуре трубопроводной техники;
• опорные и упорные шайбы в компрессорном оборудовании;
• поршневые кольца в бессмазочных компрессорах, работающих на сухих газах.

В пищевой промышленности и медицине применение фторопласта-KU ограничено из-за наличия коксового наполнителя, который может выделять частицы при интенсивном износе. Для этих отраслей предпочтительны композиции с разрешенными наполнителями или чистый фторопласт-4.

Сравнение с ненаполненным фторопластом-4

Снижение прочностных характеристик при растяжении компенсируется более высокой стойкостью к сжатию и меньшей деформацией под нагрузкой. При проектировании узлов трения из фторопласта-KU следует учитывать его пониженную пластичность: детали с тонкими стенками и острыми кромками менее технологичны, чем из чистого ПТФЭ.

Критерии выбора и ограничения

Фторопласт-KU целесообразно применять в узлах, где доминирующим фактором отказа является абразивный износ, а не усталостная прочность. Материал эффективен в присутствии твердых частиц в перекачиваемой среде, песка, окалины и продуктов коррозии. При этом композит сохраняет химическую стойкость к кислотам, щелочам, растворителям и окислителям в широком диапазоне концентраций и температур.

Ограничением является работа в средах, содержащих расплавленные щелочные металлы и элементарный фтор при повышенных температурах — в этих условиях разрушается фторуглеродная матрица. Не рекомендуется применение материала в узлах с высокими контактными давлениями (свыше 10 МПа) без специальной конструкции гнезда подшипника, компенсирующей деформацию композита.

Вопросы и ответы