Полиацеталь стержень ТУ СТО-002-17152852-2011: конструкционный материал для размеростабильных узлов
Полиацеталь (POM) в виде стержня, выпускаемый по ТУ СТО-002-17152852-2011, представляет собой конструкционный материал на основе гомополимера или сополимера формальдегида, поставляемый в виде круглого прутка номинальным диаметром от 6 до 200 мм. Технические условия регламентируют размерный сортамент, предельные отклонения по диаметру, кривизну, а также физико-механические показатели материала, подтверждаемые испытаниями на образцах, вырезанных из готового стержня. В отличие от литьевых марок, стержень предназначен для механической обработки — точения, фрезерования, сверления — с получением деталей без литниковых следов и внутренних напряжений, характерных для литья под давлением.
Технические характеристики и сортамент
Материал стержня сохраняет кристаллическую структуру с высокой степенью упорядоченности, что обеспечивает сочетание жёсткости и ударной вязкости. Ключевые параметры, контролируемые по ТУ СТО-002-17152852-2011:
- плотность — 1400–1420 кг/м;
- предел текучести при растяжении — 60–70 МПа;
- модуль упругости — 2800–3200 МПа;
- относительное удлинение при разрыве — 25–40 %;
- твёрдость по Роквеллу (шкала M) — 78–84;
- ударная вязкость по Шарпи (с надрезом) — 5–8 кДж/м.
Стержни поставляются в естественном (натуральном) или чёрном цвете; допускается введение красителей и антифрикционных добавок (дисульфид молибдена, ПТФЭ) для снижения коэффициента трения. Диаметры свыше 80 мм могут иметь неметаллические включения в сердцевине, что учитывается при выборе режимов резания.
Эксплуатационные свойства
Полиацеталь стержень ТУ СТО-002-17152852-2011 работоспособен в диапазоне температур от –40 C до +90 C при кратковременном воздействии до +110 C. Материал устойчив к углеводородам, спиртам, слабым кислотам и щелочам, но разрушается под действием концентрированных минеральных кислот и сильных окислителей. Водопоглощение за 24 ч — не более 0,3 %, что обеспечивает стабильность размеров в условиях переменной влажности. Коэффициент линейного теплового расширения — 100–120 мкм/(мК), что требует учёта при проектировании сопряжений с металлическими деталями.
Материал обладает низким коэффициентом трения по стали (0,15–0,35 без смазки) и высокой износостойкостью, что позволяет применять его в узлах без принудительной смазки. При обработке резанием образуется сливная стружка; рекомендуется использовать твёрдосплавный инструмент с полированной передней поверхностью и интенсивное охлаждение для отвода тепла.
Области применения
Стержневой полиацеталь востребован в узлах, где требуется сочетание прочности, износостойкости и точности размеров:
- втулки скольжения, вкладыши и подшипники в конвейерном оборудовании и рольгангах;
- шестерни, звёздочки и кулачки в приводах упаковочных и фасовочных машин;
- направляющие планки и упоры в деревообрабатывающих станках;
- детали запорной арматуры: седла, шпиндели, уплотнительные кольца для водоснабжения;
- изоляционные втулки и фиксаторы в электротехнических шкафах и распределительных устройствах;
- ролики и втулки в текстильном оборудовании, работающие при скорости до 3 м/с.
Технологические режимы обработки
При точении стержня из полиацеталя скорость резания составляет 200–400 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об, глубина резания — до 3 мм. Для сверления используются спиральные свёрла с углом при вершине 118 и подшлифованными ленточками. Фрезерование концевыми фрезами с двумя или тремя зубьями обеспечивает чистоту поверхности Ra 1,6–3,2 мкм. Отжиг заготовок при +140 C в течение 2–4 ч перед финишной обработкой снижает остаточные напряжения и стабилизирует геометрию.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр стержня | 6–200 | Штангенциркуль, микрометр | мм | Поле допуска h11–h12 |
| Плотность | 1400–1420 | Гидростатическое взвешивание | кг/м | По ГОСТ 15139 |
| Предел текучести | 60–70 | Растяжение | МПа | Скорость 50 мм/мин |
| Твёрдость по Роквеллу | 78–84 | Индентор 6,35 мм | HRM | Шкала M |
| Водопоглощение за 24 ч | 0,3 | Гравиметрия | % | Дистиллированная вода |
| Рабочая температура | –40…+90 | Термоциклирование | C | Кратковременно до +110 C |
Вопросы и ответы
Чем стержень по ТУ СТО-002-17152852-2011 отличается от литьевого полиацеталя?
Стержень получают экструзией с последующей механической обработкой, что исключает литниковые следы, коробление и внутренние напряжения, характерные для литьевых деталей. Это позволяет изготавливать точные втулки и шестерни с допуском до 0,05 мм без дополнительной калибровки.
Какой максимальный диаметр стержня доступен по данным ТУ?
Сортамент охватывает диаметры от 6 до 200 мм. Для диаметров свыше 80 мм возможно наличие усадочной рыхлости в центральной зоне, что учитывается при выборе заготовки для нагруженных деталей.
Можно ли эксплуатировать изделия из этого полиацеталя в воде?
Да, материал сохраняет прочность и размеры при длительном контакте с водой и водными растворами солей. Водопоглощение за 24 ч не превышает 0,3 %, что делает его пригодным для деталей запорной арматуры и насосного оборудования.
Какие смазки совместимы с полиацетальным стержнем?
Рекомендуются литиевые, кальциевые и силиконовые смазки. Минеральные масла с высоким содержанием ароматических углеводородов могут вызывать набухание и растрескивание, поэтому их применение нежелательно.
