Фторопласт

Фторопласт - политетрафторэтиленовый материал для изготовления химически стойких, электроизоляционных, уплотнительных и антифрикционных деталей. В зависимости от задачи применяют листы, пластины, втулки, диски, пленки и ленты, подбирая форму заготовки по геометрии изделия и условиям эксплуатации.

Фторопласт Ф-4 и изделия из политетрафторэтилена

Фторопласт-4 представляет собой продукт полимеризации тетрафторэтилена. ГОСТ 10007-80 предусматривает его применение для изготовления изделий и пленок с высокими диэлектрическими свойствами и стойкостью к сильным агрессивным средам при рабочей температуре до +260 °C. Форму полуфабриката выбирают с учетом последующей обработки: плоские детали рационально получать из листа или пластины, детали вращения — из дисков и втулок, а тонкие изоляционные слои — из пленочного и ленточного материала.

Формы поставки ПТФЭ для разных производственных задач:

• листовой фторопласт для раскроя прокладок, изоляционных и футеровочных элементов;
• фторопластовые пластины для изготовления деталей механической обработкой;
• диски Ф-4 для получения круглых и осесимметричных изделий;
• втулочные заготовки для колец, вкладышей, направляющих и подшипников скольжения;
• фторопластовая пленка для тонкой электрической и межслойной изоляции;
• лента из ПТФЭ для прокладочных, изоляционных и специальных технологических задач.

Наиболее рациональный полуфабрикат определяется геометрией конечной детали и объемом последующей обработки. Использование втулки вместо сплошного диска при изготовлении детали с большим центральным отверстием уменьшает количество снимаемого материала, а применение листа вместо массивной пластины удобнее при раскрое тонких плоских элементов.

Сравнение основных видов фторопласта

Фторопласт-4 используют в оборудовании, где требуется устойчивость материала к воздействию сильных агрессивных сред. При этом химическую совместимость необходимо проверять для конкретного вещества, его концентрации и температуры. Для ПТФЭ существуют исключения, связанные, в частности, с воздействием расплавленных щелочных металлов и некоторых высокоактивных фторсодержащих сред.

Параметры среды, которые необходимо указать:

• наименование жидкости, газа или технологической смеси;
• концентрацию активного вещества;
• постоянную рабочую температуру;
• максимальную кратковременную температуру;
• рабочее давление;
• продолжительность контакта;
• наличие механической нагрузки одновременно с химическим воздействием.

Температурный режим политетрафторэтиленовых изделий

Для изделий из Ф-4 ГОСТ 10007-80 указывает возможность работы при температуре до +260 °C. Это значение характеризует материал, однако не заменяет расчет готовой детали: при одновременном нагреве и механическом нагружении необходимо учитывать деформацию, геометрию узла и продолжительность воздействия.

Температурные условия при проектировании

Высокие диэлектрические свойства являются одним из нормативно обозначенных назначений Ф-4. Из материала изготавливают изоляционные втулки, шайбы, разделительные пластины и пленочные элементы. Для пленки и ленты действует отдельный ГОСТ 24222-80, распространяющийся на изделия, механически изготовленные из термообработанных заготовок фторопласта-4 марок П и ПН.

Данные для расчета электроизоляционной детали:

• вид требуемого полуфабриката;
• толщину изоляционного участка;
• рабочее и испытательное напряжение;
• температуру узла;
• геометрию и способ крепления детали;
• требования к состоянию поверхности;
• условия воздействия технологических сред.

Антифрикционные детали и пары скольжения

ПТФЭ используют для втулок, направляющих, вкладышей и других элементов с относительным перемещением поверхностей. Однако ненаполненный Ф-4 не является универсальным выбором для интенсивно нагруженных пар трения. Если приоритетом становится износостойкость или сопротивление деформации, наряду с чистым ПТФЭ рассматривают композиционные материалы с наполнителями.

Рабочие параметры антифрикционного узла:

• контактное давление;
• скорость скольжения;
• частоту перемещений;
• температуру поверхности;
• материал сопряженной детали;
• наличие или отсутствие смазки;
• допустимый износ;
• требования к сохранению посадочных размеров.

Листы, пластины, диски и втулки выполняют функцию полуфабрикатов, из которых получают готовые изделия по чертежам. Для рационального выбора заготовки необходимо сопоставить ее размеры с чистовой геометрией детали и предусмотреть технологический припуск. Чем ближе исходная форма к конечному изделию, тем меньше объем лишней обработки и отходов.

Выбор исходной формы по геометрии детали

При использовании Ф-4 в нагруженных деталях необходимо учитывать способность полимера изменять геометрию под длительным давлением. Этот фактор особенно существенен для уплотнительных элементов, подшипниковых втулок, опор и седел арматуры. Поэтому выбор размера и марки материала выполняют с учетом не только мгновенной нагрузки, но и времени ее действия.

Факторы, влияющие на деформацию детали:

• величина постоянной механической нагрузки;
• рабочая температура;
• продолжительность нагружения;
• толщина стенки или рабочего слоя;
• площадь контакта;
• наличие металлической обоймы или ограничителя;
• требования к сохранению эксплуатационного зазора.

Тонкие формы ПТФЭ отличаются от массивных заготовок способом изготовления и назначением. ГОСТ 24222-80 предусматривает несколько типов пленок и прокладочную ленту, изготовляемые механическим способом из заготовок Ф-4. Поэтому пленку, ленту, лист и прессованную пластину нельзя считать одним изделием только на основании одинакового исходного полимера.

Различия тонких и массивных полуфабрикатов

Как сформировать техническое задание на фторопласт:

• указать требуемую форму поставки — лист, пластину, диск, втулку, пленку или ленту;
• задать основные геометрические размеры;
• указать марку материала, если она определена проектом;
• сообщить количество заготовок или необходимый объем материала;
• описать назначение конечной детали;
• указать рабочую и пиковую температуру;
• описать химическую среду и ее концентрацию;
• указать механическую нагрузку и характер ее действия;
• для пары скольжения сообщить скорость движения и материал ответной поверхности;
• при изготовлении по чертежу передать чистовые размеры и требования к детали.

Фторопласт в прутках, листах, трубках и ленте

Корректный подбор начинается с назначения готовой детали, а не только с размера полуфабриката. Для прокладки необходимо знать среду, температуру и давление, для втулки скольжения — нагрузку и скорость движения, для электроизоляционной детали — геометрию и электрические условия. После этого выбирают форму заготовки и размеры, позволяющие получить изделие с требуемыми припусками без избыточного расхода ПТФЭ.

Для приобретения фторопласта Ф-4 и уточнения доступных листов, пластин, дисков, втулок, пленок и лент можно позвонить по телефону +375 (25) 976-45-17 или направить запрос на электронную почту minsk@metatorg.ru. Для точного подбора рекомендуется указать форму и размеры материала, количество, назначение будущей детали и основные условия ее эксплуатации.