Графитонаполненный полиамид ПА-68: свойства, переработка и применение
ПА-68 — алифатический полиамид на основе гексаметилендиамина и пробковой (октандиовой) кислоты, модифицированный графитовыми наполнителями. Введение графита в матрицу полиамида ПА-68 снижает коэффициент трения скольжения до 0,08–0,12, повышает теплопроводность до 0,8–1,4 Вт/(мК) и стабилизирует размеры при рабочих температурах до 120 C. Материал сохраняет прочностные характеристики базового полиамида: предел текучести при растяжении — 55–70 МПа, модуль упругости — 2200–2800 МПа, относительное удлинение при разрыве — 15–40 % в зависимости от массовой доли графита.
Типовые марки и содержание наполнителя
- ПА-68-Г10 — 10 % чешуйчатого графита, антифрикционные втулки скольжения
- ПА-68-Г15 — 15 % графита, направляющие планки и уплотнительные кольца
- ПА-68-Г20 — 20 % графита, подшипники скольжения при высоких нагрузках
- ПА-68-Г30 — 30 % графита, торцевые уплотнения насосного оборудования
- ПА-68-Г15Мо — 15 % графита + 5 % дисульфида молибдена, узлы сухого трения
- ПА-68-Г20С — 20 % графита + 10 % стекловолокна, комбинированное армирование
Технологические параметры переработки
Графитонаполненный ПА-68 перерабатывается литьём под давлением на термопластавтоматах с материальным цилиндром, оснащённым износостойкими шнековыми парами. Температура расплава — 250–280 C, температура формы — 70–90 C, давление впрыска — 80–120 МПа. Повышенная вязкость расплава требует увеличения усилия запирания пресс-формы на 15–20 % относительно ненаполненного полиамида. Сушка гранулята перед переработкой — 4–6 ч при 80–90 C до влажности не более 0,1 %.
| Показатель | ПА-68-Г10 | ПА-68-Г20 | ПА-68-Г30 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность, г/см | 1,08 | 1,15 | 1,24 | ГОСТ 15139 |
| Коэффициент трения | 0,12 | 0,10 | 0,08 | ГОСТ 11629 |
| Теплопроводность, Вт/(мК) | 0,8 | 1,1 | 1,4 | ГОСТ 23630.2 |
| Прочность при растяжении, МПа | 68 | 60 | 52 | ГОСТ 11262 |
| Теплостойкость по Мартенсу, C | 95 | 105 | 115 | ГОСТ 21341 |
Области применения
Изделия из графитонаполненного ПА-68 эксплуатируются в узлах трения без подачи смазки: втулки и вкладыши подшипников скольжения в конвейерном оборудовании, направляющие скольжения в металлообрабатывающих станках, шестерни приводов текстильных машин, уплотнительные элементы арматуры трубопроводных систем. В насосном оборудовании для перекачки нефтепродуктов применяются торцевые уплотнения и подшипники скольжения из ПА-68-Г20 и ПА-68-Г30. В автомобилестроении — втулки стеклоподъёмников, шарниры педалей, направляющие сидений. В пищевой промышленности — детали транспортёров и звёздочки приводных цепей при контакте с пищевыми средами.
Эксплуатационные ограничения
Графитонаполненный ПА-68 не рекомендуется для узлов, работающих в среде концентрированных кислот и щелочей, а также при длительном воздействии горячей воды выше 80 C. Гигроскопичность базового полиамида сохраняется: влагопоглощение за 24 ч — 0,6–1,0 %, что вызывает линейное расширение до 0,4 %. Для размерокритичных деталей применяется кондиционирование отливок в воде при 80 C в течение 8–12 ч.
Вопросы и ответы
Какое максимальное содержание графита допустимо в ПА-68?
Практический предел — 30–35 % массовой доли. Выше этого порога резко падает ударная вязкость и затрудняется литьё под давлением из-за роста вязкости расплава.
Заменяет ли графитонаполненный ПА-68 бронзовые втулки скольжения?
В узлах с умеренными нагрузками до 10 МПа и скоростями скольжения до 1,5 м/с — да. При более высоких параметрах требуется расчёт по критерию PV с учётом теплопроводности конкретной марки.
Требуется ли смазка при работе деталей из ПА-68-Г20?
Материал работоспособен в режиме сухого трения. Введение смазки снижает коэффициент трения дополнительно на 20–30 % и увеличивает ресурс узла в 1,5–2 раза.
Как влияет влагопоглощение на размеры деталей?
Линейное расширение достигает 0,3–0,4 % при насыщении влагой. Для допусков менее 0,1 мм обязательна стабилизация отливок кондиционированием или учёт припуска при проектировании формы.
