Formulele clasice de amestecare PTFE explicate în mod simplu

Concluzie: Nu există o singură „formulă secretă de aur” pentru PTFE pe care întreaga industrie să o folosească.

Conform informațiilor publice actuale furnizate de Chemours/Teflon, PTFE-ul umplut înseamnă, de obicei, adăugarea de 5–40 % în greutate (wt%) de umpluturi anorganice în pulberea de PTFE. Teflon™ PTFE 7C X este clar menționat ca fiind „recomandat pentru amestecare cu umpluturi”, în special cu pulberi metalice. După verificarea cross-check a acestui fapt cu standardele publicate ale Daikin, gamele de umpluturi și tabelele de comparație ale 3M Dyneon, precum și cu datele vechi ale DuPont, formulele care apar în mod repetat în producția reală de PTFE sunt cele de mai jos.

Toate procentele sunt exprimate în greutate finală (wt%) .

(1) 85/15: PTFE + 15 % fibră de sticlă

Aceasta este cea mai comună marcă generală întărită. Daikin o listează deschis ca 15GL. De asemenea, 3M menționează fibra de sticlă ca fiind unul dintre cele mai utilizate umpluturi, în mod normal până la 25 % în greutate și chiar până la 40 % în greutate. Asigură o bună stabilitate dimensională, rezistă curgerii la rece și suportă bine căldura. Dezavantaj: provoacă o uzură mai accentuată a suprafeței conjugate, deci nu este potrivită pentru metalele moi.

(2)75/25: PTFE + 25 % fibră de sticlă

Aceasta este versiunea robustă a amestecului cu 15 % fibră de sticlă și una dintre cele mai vechi formule standard. Daikin o listează ca 25GL. Eșantioanele de comparație ale 3M includ, de asemenea, 25 % fibră de sticlă. Este mai dură și rezistă mai bine fluajului decât varianta cu 15 %, dar provoacă o uzură și mai accentuată a suprafeței conjugate.

(3)80/15/5: PTFE + 15 % fibră de sticlă + 5 % grafit

Una dintre cele mai clasice formule de etanșare cu coeficient scăzut de frecare. Graficul de uzură publicat de 3M folosește exact 15 % fibră de sticlă / 5 % grafit ca exemplu de uzură scăzută. Datele vechi ale DuPont plasează, de asemenea, amestecul de fibră de sticlă și grafit în zona uzurii scăzute pentru oțelul moale.

(4)80/15/5: PTFE + 15 % fibră de sticlă + 5 % MoS 2.

Daikin listează calitatea standard 15GL5M. 3M precizează că disulfura de molibden (MoS₂) este de obicei adăugată ca umplutură secundară până la 5 % în greutate, iar cea mai scăzută frecare provine, de obicei, din grafit sau MoS₂ singuri sau amestecați cu fibră de sticlă. Datele DuPont plasează, de asemenea, amestecul fibră de sticlă/MoS₂ în zona uzurii reduse.

(5)85/15: PTFE + 15% Grafit

O formulă tradițională cu coeficient scăzut de frecare, mai puțin agresivă față de suprafețele de contact moi. Daikin o listează ca 15GR. 3M menționează că grafitul este utilizat în mod obișnuit în proporție de aproximativ 5 % în greutate ca umplutură lubrifiantă secundară, dar poate ajunge până la 20 % în greutate pentru a îmbunătăți conducția termică. Formulele pe bază de grafit oferă, de obicei, cel mai scăzut coeficient de frecare.

(6)75/25: PTFE + 25% Carbon

O altă linie clasică de PTFE, împărțită în carbon dur și carbon moale. Daikin listează ambele variante: 25CAR (carbon dur) și 25CAR/R (carbon moale). Intervalul tipic indicat de 3M este de până la 25 % în greutate pentru carbonul moale și până la 35 % în greutate pentru carbonul dur. Carbonul dur este utilizat mai ales în aplicații cu sarcini mari, pentru rezistență la uzură și pentru inelele de piston, în timp ce carbonul moale este folosit mai ales în funcționarea fără lubrifiere și pentru bucșele de etanșare.

(7)90/10: PTFE + 10% Fibre de carbon

O formulă foarte tipică pentru etanșări lubrificate cu apă sau hidraulice. Daikin are 10CF. 3M indică faptul că fibra de carbon este frecvent utilizată până la 15 % în greutate și este clar potrivită pentru condiții lichide. Ghidul DuPont privind mediile cu apă plasează, de asemenea, fibra de carbon în categoria materialelor cu uzură scăzută.

(8)60/40: PTFE + 40 % Bronz

Una dintre cele mai vechi familii de PTFE pentru hidraulica de înaltă presiune. Daikin listează 40BRR. 3M indică faptul că umplutura din pulbere de bronz poate ajunge până la 60 % în greutate, fiind orientată spre rezistență ridicată la uzură, hidraulică de înaltă presiune și o bună conducție termică. Datele DuPont plasează, de asemenea, bronzul în zona uzurii scăzute pentru oțelul moale. Dezavantaj: performanță chimică și electrică redusă, iar materialul nu este potrivit pentru apă.

(9)60/30/10: PTFE + 30 % Bronz + 10 % Fibra de carbon

Aceasta este mai degrabă o «versiune clasică pentru sarcini grele» decât un standard universal. Graficul de uzură al 3M folosește 30 % bronz / 10 % fibră de sticlă și arată că acest compozit are cel mai scăzut coeficient de uzură din acel grafic — o abordare tipică pentru aplicații cu presiune-velocitate (PV) ridicată și uzură intensă.

Dacă sintetizăm toate informațiile de mai sus într-o singură listă concisă, aceasta este familia cea mai clasică de formule de amestecare PTFE este: 15% fibră de sticlă, 25% fibră de sticlă, 15% fibră de sticlă + 5% grafit, 15% fibră de sticlă + 5% MoS 2. , 25% carbon, 10% fibră de carbon, 40% bronz .

Aceasta nu este răspunsul oficial „unic” al vreunei companii. Este pur și simplu un rezumat obținut prin compararea indicațiilor privind umpluturile ale Chemours/Teflon, ale calităților standard Daikin, ale conținuturilor și diagramelor tipice 3M, precum și ale înregistrărilor vechi ale DuPont.

Două mici reamintiri la final. În primul rând, aproape toate cataloagele publice folosesc wt% , dar unele discuții vechi ale DuPont menționează „aproximativ 20 vol% pentru uzură minimă.” Nu puteți compara direct % în greutate (% wt) cu % în volum (% vol), deoarece bronzul, fibra de sticlă și carbonul au densități foarte diferite. În al doilea rând, frecarea și uzura PTFE sunt influențate puternic de forma umpluturii, cantitatea acesteia, sarcina aplicată, viteza, materialul pereche și mediul . Aceeași „formulă clasică” poate obține clasamente foarte diferite în condiții de funcționare uscată pe oțel comparativ cu condiții de funcționare lubrificate cu apă.