Vergelijking van slijtage van thermoplastische composieten op staal, messing en aluminium oppervlakken

Testen van thermoplastische composieten tegen staal

Om te begrijpen hoe kunststoffen met metalen interageren, voerden we gecontroleerde tests uit waarbij thermoplastische composieten werden gekoppeld aan AISI 1141 koudgewalste staal tegenovervlakken. Verrassend genoeg produceerden de gladste metaalafwerkingen (8–12 µin) de hoogste slijtage op de composieten, gedreven door adhesie-deformatie wrijving. Het bereik van 12–16 µin leverde de laagste slijtagefactoren op, terwijl 50–70 µin oppervlakken intermediaire waarden gaven voor de meeste composieten. Onversterkte formuleringen gedroegen zich anders.

PTFE-gesmeerde glasvezel-versterkte polycarbonaat was het enige composiet dat een verhoogde oppervlakterauwheid op het staal tegenovervlak liet zien; alle andere composieten verlaagden de oppervlakterauwheid tot met een achtste, terwijl het metaaloppervlak consistent ruwer werd tijdens de tests.

Slijtagegedrag

We onderzochten het slijtagegedrag van thermoplastische composieten tegen roestvrij staal en messing tegenovervlakken op twee rauwheidsniveaus. Consistent met verwachtingen, verhoging van de 304 roestvrij staal oppervlakterauwheid van 8–16 µin naar 50–70 µin verhoogde de slijtagefactoren voor alle composieten. Interessant genoeg daalden de wrijvingscoëfficiënten met grotere metaalruwheid.

Slijtagefactoren

Slijtagefactoren en wrijvingscoëfficiënten waren over het algemeen hoger voor 440 roestvrij staal dan voor 304. De verhoogde slijtage van het 440 legering komt waarschijnlijk door het gebrek aan verharding tijdens gebruik. In combinatie met 8–16 µin messing oppervlakken, matched de slijtagefactoren die waargenomen werden met roestvrij staal, maar messing vertoonde tot 80-voudig hogere slijtagesnelheden wanneer gekoppeld met glas- of koolstofvezel-versterkte composieten. PTFE-gesmeerde nylon 6/6 en de aramide-vezel variant bereikten extreem lage slijtage tegen messing, hoewel in sommige gevallen de resulterende oppervlakterauwheid tot vier keer groter was dan die geproduceerd op roestvrij staal tegenhangers.

Aluminiumlegering 2024 tegenovervlakken booden een nauwere tolerantievenster, consistent leverend acceptabele slijtagefactoren voor de composieten. De optimale afwerking was 12–16 µin, wat de laagste slijtage opleverde.

PTFE

PTFE-gesmeerde onversterkte nylon 6/6 en de aramide-vezel-versterkte tegenhanger leverden de laagste slijtagesnelheden van alle aluminium koppelingen. Niettemin bleven slijtagefactoren voor composieten tegen aluminium hoger dan die waargenomen tegen staal, roestvrij staal of messing. Alle thermoplastische composieten lieten overmatige slijtage zien op fosforbronzen tegenovervlakken, behalve wanneer gekoppeld met de twee PTFE-gesmeerde formuleringen.

Slijtagegedrag van fluoropolymere composieten

Fluoropolymere composieten gevuld met anorganische additieven—grafietpoeder, cokesmeel en gemalen glasvezel—vertoonden hogere slijtage tegen aluminium dan staal. Integenstelling, PTFE composieten met brons en MoS₂ in synergie bereikten lagere slijtage op aluminium vergeleken met staal. PTFE composieten met organische vullers zoals PPS, polyoxybenzoaat en aromatische versterkende polymeren (ARP) toonden vergelijkbare slijtage en oppervlakterauwheid op beide metalen. Over alle fluoropolymere varianten waren wrijvingscoëfficiënten hoger op aluminium dan op staal.

Craftech Industries Inc. biedt hoogpresterende, slijtvaste kunststoffen voor een breed scala aan industriële toepassingen. Neem contact op via 1‑800‑833‑5130 om uw onderdeelvereisten te bespreken.