Klasické miešacie vzorce PTFE vysvetlené jednoducho

Záver: Neexistuje jediný „zlatý tajný recept“ pre PTFE, ktorý by celý priemysel používal.

Podľa súčasných verejných informácií od spoločnosti Chemours/Teflon sa pod pojmom plnený PTFE zvyčajne rozumie pridanie 5–40 hmotnostných percent anorganických plnív do prášku PTFE. Teflon™ PTFE 7C X je jasne uvedený ako „odporúčaný na miešanie s plnivami“, najmä s kovovými práškami. Po preverení týchto údajov vzhľadom na publikované štandardy spoločnosti Daikin, rozsahy plnív a porovnávacie tabuľky spoločnosti 3M Dyneon a staré údaje spoločnosti DuPont sa v reálnej výrobe PTFE opakovane objavujú nasledujúce receptúry.

Všetky percentuálne hodnoty sú vyjadrené v hmotnostných percentách (hm. %) .

(1) 85/15: PTFE + 15 % skleneného vlákna

Toto je najbežnejší všeobecný posilnený stupeň. Spoločnosť Daikin ho otvorene uvádza pod označením 15GL. Spoločnosť 3M tiež uvádza sklenené vlákno ako jedno z najpoužívanejších plnív, zvyčajne v množstve až 25 hm. % a v niektorých prípadoch až 40 hm. %. Zabezpečuje dobrú rozmernú stabilitu, odoláva studenej deformácii a dobre vydržiava teplo. Nevýhoda: viac opotrebuje protiležiacu povrchovú plochu, preto nie je vhodný pre použitie so mäkkými kovmi.

(2) 75/25: PTFE + 25 % skleneného vlákna

Toto je výkonná verzia zmesi s 15 % skleneného vlákna a jedna z najstarších štandardných formulácii. Daikin ju uvádza ako 25GL. Porovnávacie vzorky spoločnosti 3M obsahujú tiež 25 % skleneného vlákna. Je tvrdšia a lepšie odoláva deformácii pod zaťažením ako zmes s 15 %, avšak ešte viac opotrebuje protilehlý povrch.

(3) 80/15/5: PTFE + 15 % skleneného vlákna + 5 % grafitu

Jedna z najklasickejších formulácii tesniacich materiálov s nízkym koeficientom trenia. V publikovanej tabuľke opotrebovania spoločnosti 3M sa presne táto zmes s 15 % skleneného vlákna a 5 % grafitu používa ako príklad nízkeho opotrebovania. Staré údaje spoločnosti DuPont tiež umiestňujú zmes skleneného vlákna a grafitu do oblasti nízkeho opotrebovania pri mäkkej ocele.

(4) 80/15/5: PTFE + 15 % skleneného vlákna + 5 % MoS ₂

Daikin uvádza štandardnú triedu 15GL5M. Spoločnosť 3M uvádza, že MoS₂ sa zvyčajne pridáva ako sekundárny plnivo v množstve až 5 hmotnostných % a najnižší koeficient trenia sa často dosahuje buď samotným grafitom alebo MoS₂, alebo ich zmiešaním so skleneným vláknom. Údaje spoločnosti DuPont tiež umiestňujú zmes skleneného vlákna a MoS₂ do oblasti nízkeho opotrebovania.

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

Staršia nízkotrecia zmes, ktorá je šetrnejšia voči mäkkým protiľahliacim povrchom. Daikin ju uvádza ako 15GR. Spoločnosť 3M uvádza, že grafit sa bežne používa v množstve približne 5 hmotnostných % ako sekundárny lubrikantový plnivo, avšak jeho obsah môže dosiahnuť až 20 hmotnostných % za účelom zlepšenia tepelnej vodivosti. Zmesi s grafity zvyčajne poskytujú najnižší koeficient trenia.

(6) 75/25: PTFE + 25 % uhlíka

Ďalšia klasická PTFE séria, rozdelená na tvrdý uhlík a mäkký uhlík. Daikin uvádza obe zmesi 25CAR (tvrdý uhlík) a 25CAR/R (mäkký uhlík). Typický rozsah spoločnosti 3M je pre mäkký uhlík do 25 hmotnostných % a pre tvrdý uhlík do 35 hmotnostných %. Tvrdý uhlík sa viac používa pri vysokom zaťažení, odolnosti proti opotrebovaniu a piestových krúžkoch. Mäkký uhlík sa viac používa pri suchom chode a tesniacich vložkách.

(7) 90/10: PTFE + 10 % uhlíkových vlákien

Veľmi bežná zmes pre tesnenia mazané vodou alebo hydraulické tesnenia. Daikin má zmes 10CF. Spoločnosť 3M uvádza, že uhlíkové vlákna sa bežne používajú až do 15 hmotnostných % a jasne sa osvedčili v kvapalných prostrediach. Vodné prostredie podľa sprievodcu spoločnosti DuPont tiež zaraduje uhlíkové vlákna do kategórie s nízkym opotrebovaním.

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

Jedna z najstarších rodín PTFE pre hydrauliku vysokého tlaku. Daikin uvádza 40BRR. Spoločnosť 3M uvádza, že plnenie bronzovým práškom môže dosiahnuť až 60 hmotnostných percent, pričom sa zameriava na vysokú odolnosť proti opotrebovaniu, hydrauliku vysokého tlaku a dobrú tepelnú vodivosť. Údaje spoločnosti DuPont tiež umiestňujú bronz do oblasti nízkeho opotrebovania pre mäkkú oceľ. Nevýhoda: slabšia chemická a elektrická výkonnosť a nevhodnosť pre použitie vo vode.

(9)60/30/10: PTFE + 30 % bronzu + 10 % uhlíkových vlákien

Toto je skôr „klasická verzia pre ťažké zaťaženie“ než univerzálny štandard. V grafe opotrebovania spoločnosti 3M sa používa 30 % bronzu / 10 % sklenených vlákien a ukazuje, že má v tomto grafe najnižší faktor opotrebovania – typické premyslenie pre vysoké hodnoty PV a ťažké prevádzkové podmienky.

Ak všetky vyššie uvedené zhrnieme do jedného krátkeho zoznamu, potom najklasickejšia rodina miešacích vzorcov PTFE je: 15 % sklenených vlákien, 25 % sklenených vlákien, 15 % sklenených vlákien + 5 % grafitu, 15 % sklenených vlákien + 5 % MoS₂ ₂ , 25 % uhlíka, 10 % uhlíkových vlákien, 40 % bronzu .

Toto nie je oficiálna „jediná odpoveď“ žiadnej spoločnosti. Je to jednoducho zhrnutie, ktoré vzniklo porovnaním pokynov pre plnivá spoločností Chemours/Teflon, štandardných tried spoločnosti Daikin, typického obsahu a tabuliek spoločnosti 3M a starých záznamov spoločnosti DuPont.

Na záver dve krátke pripomienky. Po prvé, takmer všetky verejné katalógy používajú hm% , ale v niektorých starších diskusiách spoločnosti DuPont sa uvádza „približne 20 obj. % pre najnižšie opotrebovanie“. Hmotnostné percentá (wt%) a objemové percentá (vol%) sa nedajú priamo porovnávať, pretože bronz, sklenené vlákno a uhlík majú veľmi odlišné hustoty. Po druhé, trenie a opotrebovanie PTFE sú výrazne ovplyvnené tvarom plniva, jeho množstvom, zaťažením, rýchlosťou, materiálom protibehu a prostredím . Rovnaký „klasický vzorec“ môže mať veľmi odlišné umiestnenie pri suchom bežaní na ocele v porovnaní s podmienkami mazania vodou.