Пластиковые детали с ЧПУ

Детали из пластин из ПТФЭ, обработанные на станке с ЧПУ, представляют собой функциональные компоненты, изготовленные из политетрафторэтилена с использованием методов прецизионной обработки с числовым программным управлением (ЧПУ) (таких как токарная обработка, фрезерование, сверление и гравировка). ПТФЭ – самый классический вид фторопласта. Он образуется путем полимеризации мономера тетрафторэтилена. Все атомы водорода в его молекулярной цепи заменены атомами фтора, образуя «перфторированную» инертную структуру. Это придает материалу беспрецедентную химическую стабильность, сверхнизкий коэффициент трения и превосходную термостойкость, благодаря чему в промышленной сфере он получил прозвище «король коррозионной стойкости» и «твердая смазка».

Детали из ПТФЭ, обработанные на станках с ЧПУ, широко используются в приложениях, требующих строгих характеристик материала. Общие области применения включают уплотнения, подшипниковые втулки, изоляторы, коррозионностойкую трубопроводную арматуру и кронштейны для высокочастотного электронного оборудования. Обработка на станках с ЧПУ обеспечивает высокоточное производство (с допусками обычно в пределах ±0,01–0,05 мм) изделий сложной геометрии (например, отверстий специальной формы, прецизионной резьбы и крошечных канавок) для удовлетворения индивидуальных функциональных требований.

Механические свойства

Уникальная структура ПТФЭ существенно отличает его механические свойства от других конструкционных пластиков:

• Прочность на разрыв: 20-35 МПа (ниже, чем у пластиков общего назначения, таких как ПА6/ПОМ, но выше, чем у мягкой резины);
• Удлинение при разрыве: ≥300% (очень прочный, значительно деформируется, а не растрескивается при воздействии нагрузки);
• Прочность на изгиб: примерно 40-50 МПа (пригоден для средних изгибающих нагрузок, но с ограниченной жесткостью);
• Прочность на сжатие: примерно 10-15 МПа (стабилен при низких давлениях, требует модификации наполнителя для высоких давлений);
• Твердость (по Шору D): 50-60 (тверже резины, но мягче металла/конструкционных пластиков).

Типичные области применения : Детали из ПТФЭ используются в компонентах, требующих амортизации, снижения вибрации или гибкого уплотнения (например, прокладки и уплотнительные кольца). Однако его низкая жесткость делает его непригодным для выдерживания высокого осевого давления. (Для высокопрочной опоры требуется наполнение стекловолокном или углеволокном).

обработанная деталь из ПТФЭ

Химические свойства

ПТФЭ — один из наиболее химически стабильных известных твердых материалов, практически невосприимчивый ко всем химическим средам:

Устойчивость к кислотам и щелочам : не реагирует на сильнокоррозионные реагенты, такие как царская водка (концентрированная азотная кислота + концентрированная соляная кислота), плавиковая кислота (HF), концентрированная серная кислота (98%) и концентрированный гидроксид натрия (40%) при температурах от комнатной температуры до 250°C.

Устойчивость к органическим растворителям : Он стабилен практически ко всем органическим растворителям (таким как ацетон, этанол, бензол, толуол и хлороформ) (он может слегка набухать при высоких температурах, но это набухание восстанавливается при охлаждении).

Устойчивость к другим средам : Он устойчив к воде (включая кипящую воду), пару, окислителям (таким как перекись водорода) и восстановителям (таким как сульфит натрия).

Особые преимущества : ПТФЭ незаменим в высококоррозионных химических производствах (например, в гальванических емкостях и линиях травления), в лабораторном оборудовании (например, в футеровке реакторов) и в фармацевтическом/пищевом коррозионностойком оборудовании. Детали, обработанные на станках с ЧПУ, могут подвергаться воздействию экстремальных химических сред (например, соединения труб и уплотнительные поверхности клапанов).

Термические свойства

• Температура плавления: примерно 327°С (теоретическое значение; при реальной обработке начинает размягчаться и течь при 380-400°С);
• Температура непрерывного использования: от -200°C до 260°C (ограничено кратковременными высокими температурами 280-300°C);
• Низкотемпературная вязкость: остается гибким (не трескается) при температуре -200°C (в жидком азоте), что делает его пригодным для использования в экстремально холодных регионах.

Типичные области применения : Детали из ПТФЭ используются в высокотемпературном оборудовании для химических реакций (например, уплотнения печей пиролиза) и низкотемпературных холодильных системах (например, фланцевые прокладки трубопроводов с жидким азотом). Его стабильность в широком температурном диапазоне намного превосходит стабильность обычных пластиков (например, нейлон имеет термостойкость до 120°C; PEEK, обладая высокой термостойкостью, стоит дорого).

детали для обработки ПТФЭ

Сопротивление трению и износу

ПТФЭ имеет самый низкий в природе коэффициент кинетического трения (0,04–0,10 в условиях сухого трения) и отличные самосмазывающиеся свойства:

• Коэффициент трения: примерно 0,04-0,10 при трении о сталь (несмазанную), ниже, чем графит (0,1-0,2) и дисульфид молибдена (0,1-0,15);
• Скорость износа: при трении скольжения износ ПТФЭ составляет всего 1/10-1/5 от износа нейлона (PA6) (хотя чистый ПТФЭ имеет низкую износостойкость и требует модификации наполнителя);
• Самосмазывающиеся свойства: он может плавно работать в условиях низкой скорости и средней нагрузки (например, подшипниковые втулки и направляющие) без необходимости использования дополнительной смазки.

Особые ограничения : Чистый ПТФЭ имеет недостаточную износостойкость (склонен к износу из-за длительного трения). Однако этот недостаток можно значительно устранить, заполнив его такими наполнителями, как углеродное волокно (CF), графит (Gr), дисульфид молибдена (MoS₂) и бронзовый порошок (Cu). (Например, ПТФЭ с наполнителем из углеродного волокна повышает износостойкость в 5–10 раз) для удовлетворения требований сценариев трения с высокими нагрузками.

Электрические свойства

• Сопротивление изоляции: Объемное сопротивление > 10¹⁸ Ом·см (близко к идеальному изолятору);
• Диэлектрическая прочность: ≥ 60 кВ/мм (намного выше, чем у воздуха 3 кВ/мм, устойчивость к высоковольтному пробою);
• Диэлектрическая проницаемость: 2,0-2,1 (чрезвычайно низкая и стабильная, низкие потери при передаче сигнала);
• Тангенс диэлектрических потерь: 0,0002–0,0005 (чрезвычайно низкий, практически без потерь энергии на высоких частотах).

Типичные области применения : Детали из ПТФЭ, обработанные на станках с ЧПУ, являются предпочтительным материалом для высокочастотных электронных устройств (таких как кронштейны фильтров связи 5G и компоненты изоляции радиолокационной антенны), разъемов высоковольтных кабелей и изолирующих компонентов для оборудования по производству полупроводников (например, опорных рамок печатных плат и изолирующих колец электродов).