PIP ALCOM WEAR PROTECT EN - tworzywa.pl€¦Tribologia jest nauką dotyczącą procesów...

[email protected] | +48 663 487 970

PLASTINVENT’ 2016

11/2016


ALBIS.

ALWAYS THERE FOR YOU,

WORLDWIDE.

2


ALBIS GROUP

3

ALCOM WP - WEAR PROTECT

• Teoria

• Modyfikatory

• Badania

• Zastosowania

• Produkty

• Podsumowanie

Plan prezentacji


Teoria

4


ALBIS GROUP

5


Tribologia jest nauką dotyczącą procesów zachodzących w ruchomym styku ciał stałych. W jej skład wchodzą badania nad tarciem, zużywaniem oraz smarowaniem zespołów ruchomych. Rosnące wymagania sprawiają, że coraz częściej konieczne jest stosowanie tworzyw modyfikowanych pod względem właściwości tribologicznych. Dzięki zastosowaniu tego rodzaju tworzyw zyskujemy wyroby cechujące się wyższą odpornością na zużycie, niższą temperaturą pracy, redukcją hałasu oraz niższą energochłonnością. Do najczęściej stosowanych modyfikacji należą: • Modyfikacja chemiczna

• Obróbka cieplna

• Modyfikacja warstwy wierzchniej elementu z tworzywa

• Modyfikacja przez napełnienie polimeru bazowego napełniaczami

Firma ALBIS bazując na wieloletnim doświadczeniu oraz wychodząc naprzeciw oczekiwaniom rynku wprowadziła gamę kompozytów polimerowych pod nazwą handlową ALCOM WEAR PROTECT


ALBIS GROUP

6


Tworzywa bez modyfikacji wykazują się dużym wycieraniem i wysokim współczynnikiem tarcia. ALCOM WEAR PROTECT jest to gama tworzyw technicznych (takich jak PA, POM, PBT, PC lub PPS) z dodatkiem PTFE, silikonu, aramidu, MoS2, grafitu czy innych wypełniaczy specjalnych takich jak: SLA, SLB & SLD. Modyfikowane tworzywa Alcom znajdują zastosowanie głównie w miejscach, węzłach ślizgowych o utrudnionym lub niemożliwym dostępie pozwalającym na smarownie metodami konwencjonalnymi. Przykłady zastosowań: • Tuleje/panewki ślizgowe

• Uszczelnienia

• Tarcze i koła krzywkowe

• Listwy ślizgowe

• Koła zębate i łańcuchowe

• Wirniki pomp

• Pierścienie oporowe


ALBIS GROUP

7


Korzyści zastosowania materiałów modyfikowanych:

• Obniżone zużycie

• Lepsze właściwości ślizgowe i niższy współczynnik tarcia

• Niższe opory / redukcja hałasu

• Dłuższy czas pracy

• Stabilna praca skojarzenia ślizgowego

• Niższa temperatura

• Niższe zużycie energii


ALBIS GROUP

8


Prawidłowy dobór materiałów polimerowych powinien opierać się na analizie właściwości: • fizycznych

• mechanicznych

• chemicznych

Najważniejsze czynniki które należy wziąć pod uwagę podczas doboru tworzywa i modyfikatora:

• Dobór pary trącej (np. metal-tworzywo, tworzywo-tworzywo)

• Chropowatość powierzchni

• Twardość powierzchni

• Środowisko pracy

• Temperatura tarcia/pracy

• Prędkość ślizgania

• Nacisk powierzchniowy/obciążenie


ALBIS GROUP

9


Najważniejsze właściwości materiałów polimerowych wpływających na jakość działania zespołów ślizgowych: • wytrzymałość na ściskanie

• Moduł sprężystości

• Rozszerzalność cieplna

• Przewodność i pojemność cieplna

• Chłonność wody

• Odporność na zużycie ślizgowe

• Wartość współczynnika tarcia z przeciw elementem

• Odporność na zatarcie

• Odporność na oleje, smary, inne media


Modyfikatory

10


ALBIS GROUP

11


• PTFE dodany jest do całej struktury polimeru. Proces tarcia sprzyja powstaniu warstwy ślizgowej pomiędzy

współpracującymi elementami. Skutkuje to zmniejszeniu tarcia i zużycia tych elementów. Warstwa ta zapobiega

również powstawaniu efektu „stick-slip”(urwany ślizg). Do zalet PTFE możemy zaliczyć odporność chemiczną, szeroki

zakres temperatur stosowania, niepalność, wytrzymałość na hydrolizę oraz gorącą parę.

• Silikon dodawany jest w niewielkich ilościach. Migruje do powierzchni tworząc warstwę smarną. Silikon stosowany

jest często w kombinacji z innymi wypełniaczami, takimi jak np. PTFE. Zapewnia niskie opory tarcia dla nowych

elementów. Dodatek ten doskonale redukuje skrzypienie.

• Dwusiarczek molibdenu jest lubrykantem w postaci proszku. Używany dla tworzyw częściowo krystalicznych (np.

PA, POM) dla których dodatkowo działa jak nukleator. W tworzywach niewzmacnianych wpływa pozytywnie na

właściwości ślizgowe. Dodanie dwusiarczku molibdenu zwiększa odporność na ścieranie, podnosi sztywność

i stabilność wymiarową.

• Aramid ma wyjątkową odporność na zużycie. W połączeniu z innymi modyfikatorami daje dobre właściwości ślizgowe


ALBIS GROUP

12


• Grafit podobnie jak w przypadku dwusiarczku molibdenu dodawany jest w postaci sproszkowanej. Jako modyfikator

jest także skuteczny w wodzie w przeciwieństwie do PTFE.

• Włókna węglowe znacząco podnoszą sztywność i wytrzymałość na rozciąganie tworzyw. Działają jak lubrykant

jednocześnie odprowadzając ładunki elektryczne. Uwaga: korodujące części metalowe zwiększają zużycie.

Włókna szklane często używane są w elementach ślizgowych. Prowadzi to do wysokiego zużycia ściernego.

W połączeniu z wyżej wspomnianymi wypełniaczami tworzywa zawierające włókna szklane mogą być z powodzeniem

stosowane w aplikacjach ślizgowych.


ALBIS GROUP


Nowe typy

13

SLA alternatywa dla PTFE

Dobre właściwości ślizgowe i niska ścieralność w niewzmocnionych tworzywach. Brak tendencji do

powstawania depozytów na powierzchni formy. Lepsze właściwości mechaniczne w związku z niższym

dozowaniem w stosunku do PTFE. Niższa gęstość w porównaniu z PTFE co przekłada się na cenę

wyrobu.

SLB alternatywa dla PTFE

Dobre właściwości ślizgowe i niska ścieralność w niewzmocnionych tworzywach. Brak tendencji do

powstawania depozytów na powierzchni formy. Lepsze właściwości mechaniczne w związku z niższym

dozowaniem w stosunku do PTFE. Niższa gęstość w porównaniu z PTFE.

Bardziej efektywny niż kompozyty z PTFE , cenowo droższy niż SLA.

SLD alternatywa dla MoS2

Dobre właściwości ślizgowe i niska ścieralność w niewzmocnionych tworzywach.

Cenowa alternatywa dla kompozytów bazujących na MoS2.


Badania

14



Rysunek lewy: pierścień testowy

Rysunek prawy: orientacja włókna

(Source: NanoProfile gmbh)

Pomiar właściwości ślizgowych i tarcia firma Albis

przeprowadza stosując test "block on ring" (rolka-

klocek) w oparciu o normę ASTM G 137

Metoda ta pozwala na określenie tarcia i zużycia

próbek, biorąc pod uwagę orientację włókien.

W metodzie tej zdefiniowanym elementem

współpracującym z próbką tworzywa jest obracająca

się rolka będąca pierścieniem wewnętrznym łożyska

igiełkowego.

Próbki są badane pod określonym obciążeniem

i z jednostajną prędkością poślizgu (parametr pv,

ważny dla zastosowań w łożyskach)

W wyniku badania określona zostaje ścieralność

(„stopień zużycia w") i odporność na ścieranie

(„współczynnik tarcia μ”)

Równoległa

orientacja włókna

Napęd

Pierścień wewnętrzny

łożysk igiełkowych

Próbka

15



16

Redukcja zużycia = dłuższy okres eksploatacji

Redukcja

zużycia



Zalety materiałów lubrykowanych w porównaniu z

niemodyfikowanymi

17

Redukcja tarcia = niższe zużycie energii

Zredukowane

tarcie



18

Co

eff

icie

nt

of

dyn

am

ic f

ric

tio

n [

µ]



19

Co

eff

icie

nt

of

dyn

am

ic f

ric

tio

n [

µ]


ALBIS GROUP


20


Zastosowania

21



• Koła zębate maszyn do frankowania

• ALCOM POM 770/1 PTFE

• Zalety

• Obniżone tarcie


• Wydłużony okres eksploatacji

• Zastosowanie dla skomplikowanych kształtów geometrycznych

22



• Koła zębate rolet okiennych

• ALCOM POM 770/1 SLBV

• Zalety:



• Wyższe właściwości mechaniczne niż materiałów wypełnionych PTFE

• Brak depozytów na formie (występujących w przypadku PTFE)

23


ALBIS GROUP

• Łożysko ślizgowe pedału hamulca

• ALCOM POM 770/1 AR10 PTFE10

• Zalety:





24


ALBIS GROUP

25

• Obudowa pedału hamulca

• ALCOM PA6 GF PTFE

• Zalety

• Wysoka sztywność

• Podniesiona udarność

• Poprawione właściwości ślizgowe i obniżone tarcie






• Obudowa łożyska pracującego na platformach wiertniczych

• ALCOM PA66 910/1 CF 10 PTFE 10

• Zalety

• Wysoka sztywność

• Odprowadzenie ładunków elektrostatycznych(ochrona przeciwwybuchowa)

• Wysoka odporność na ścieranie


• Odporność chemiczna na olej

26


ALBIS GROUP


27

• Elementy przesuwne samozamykaczy drzwi

• ALCOM POM 770 PTFE15

• Zalety

• Dobre właściwości ślizgowe




ALBIS GROUP


28

Modifikowane

tworzywo

Rekomendowana chropowatość

powierzchni stalowego

przeciwelementu o twardości

HRC > 50

RZ [µm]

PA 1-2

POM 1-2

PBT 2-3

Table: Recommended surface roughness for sliding

applications with plastic against metal (Source: G.W.Ehrenstein

„Mit Kunststoffen konstruieren“, Hanser Verlag and others)

Współpraca dwóch

tworzyw

Rekomendowana chropowatość

powierzchni

RZ [µm]

PA/POM 10

POM/PA 10

Table: Recommended surface roughness for sliding

applications with plastic against plastic (Source: Literature)

Optymalna chropowatość powierzchni


Produkty

29


ALBIS GROUP


30

Intensywność Wskaźnik zużycia Współczynnik Współczynnik

Polimer Nazwa materiału Wypełniacze Iloczyn pv

zużycia liniowego

w ws tarcia statycznego

tarcia

dynamicznego Uwagi Przykład zastosowania

[MPa ∙ m/s] [µm / h] [10-6mm³/Nm] µH µ

PA66 ALTECH PA66 A 1000/109 Bez wypełniacza 5 ∙ 1 60 2,52 0,54 0,92 comparison grade

ALCOM PA66 910/1 AR5 NC AR 5 5 ∙ 1 8 0,4 0,38 0,68 slide bars

ALCOM PA66 910/1 SLDS SLD 5 ∙ 1 26 1,5 0,37 0,6 cheap alternative to MO 2 grades hinges

ALCOM PA66 910/1 PTFE20 PTFE 20 5 ∙ 1 25 1,4 0,18 0,25

Holder / clip for shutters, gear / worm wheel (Precision

Engineering), round sockets

PA66 GF ALTECH PA66 A 2030/109 GF30 GF 30 5 ∙ 1 30,7 1,7 0,34 0,45 comparison grade

ALCOM PA66 910/1 GF 30 PTFE 15 GF 30 PTFE 15 5 ∙ 1 19 1,08 0,32 0,4

Children circuit breaker, bushings for chair mechanism,

flanges, parts for door closers and door hinges, timer wheel

ALCOM PA66 910/1 GF 30 PTFE 15 SI 2 GF 30 PTFE 15 SI2 5 ∙ 1 21,9 1,22 0,19 0,39 good starting performance for new condition parts Bearing block, air flap control

ALCOM PA66 910/1 GF 30 MO 1 GF 30 MO 1 5 ∙ 1 30 1,6 0,3 0,42 Sliders, pistons

PA66 CF ALCOM PA66 910/1.1 CF10 CF 10 5 ∙ 1 5,9 0,33 0,31 0,26 Comparison type, suitable for sliding & friction applications Drill sockets, adapters for household appliances

ALCOM PA66 910/1.1 AR10 CF10 AR 10 CF 10 5 ∙ 1 6,7 0,37 0,31 0,25 Bushings, slide rails

ALCOM PA66 910/1.1 CF10 PTFE10 CF 10 PTFE 10 5 ∙ 1 6,6 0,37 0,3 0,25 Parts for sunroof

ALCOM PA66 910/1.1 CF30 PTFE15 CF 30 PTFE 15 5 ∙ 1 4,3 0,24 0,26 0,19 Springs for textile machinery, hair clippers, sliding carriage

POM POM Bez wypełniacza 5 ∙ 1 22 1,2 0,19 0,51 comparison grade

ALCOM POM 770/1 AR10 PTFE10 AR 10 PTFE 10 5 ∙ 1 4,5 0,25 0,18 0,27

Bearing shells, washers, sleeves, bushings, sleeves for clutch

and brake pedal

ALCOM POM 770/1 MO2 MO 5 ∙ 1 14 0,8 0,19 0,37

Gears, sliders, seal retaining ring for ball valve, chair parts,

Bowden cables (extruded tube)

ALCOM POM 770/1 PTFE 15 PTFE 15 5 ∙ 1 9 0,5 0,16 0,25

hinges, gear, Rastcheiben, plunger, pump parts, parts for

windows / shutters, gears

ALCOM POM 770/1 SLBV SLB 5 ∙ 1 4,6 0,25 0,18 0,27 cheap alternative to PTFE grades hinges, sliding carriage

ALCOM POM 770/1 SI2 SI 2 5 ∙ 1 3,3 0,18 0,17 0,25 good starting performance for new condition parts Bearings, bearing inserts

Wartości otrzymano zgodnie z badaniem wg. ASTM G137 dla konkretnego systemu trybologicznego przy

określonych parametrach (ciśnienia p i prędkości v).


ALBIS GROUP


31

Wartości otrzymano zgodnie z badaniem wg. ASTM G137 dla konkretnego systemu trybologicznego przy

określonych parametrach (ciśnienia p i prędkości v).

Intensywność Wskaźnik zużycia Współczynnik Współczynnik

Polimer Nazwa materiału Wypełniacze Iloczyn pv

zużycia liniowego

w ws tarcia statycznego

tarcia

dynamicznego Uwagi Przykład zastosowania

[MPa ∙ m/s] [µm / h] [10-6mm³/Nm] µH µ

PBT PBT Bez wypełniacza 5 ∙ 1 266 15 0,2 0,54 comparison grade

ALCOM PBT 700/1 PTFE20 NC PTFE 20 5 ∙ 1 9,7 0,52 0,15 0,24 fricition disc/washer

PBT GF PBT GF 30 GF 30 5 ∙ 1 61 3,4 0,34 0,35

ALCOM PBT 700/1 GF20 PTFE15 BK0002-00 GF 20 PTFE 15 5 ∙ 1 19 1,1 0,21 0,28 Parts door lock systems

ALCOM PBT 700/1 GF30 PTFE15 BK0002-00 GF 30 PTFE 15 5 ∙ 1 27 1,5 0,23 0,3 Car seat adjustment, pointer for manometer

PC CF PC bez wypełniacza

3 ∙ 1 > 100000 > 9260 0,49 > 0,49 comparison grade

ALCOM PC 740/1.1 CF10 CF 10

3 ∙ 1 3 0,3 0,21 0,23

Spacer plates, impellers, casings for printer & cash machines

(ATM)

ALCOM PC 740/3162.1 CF10GF10TF10

CF 10 GF 10 PTFE

10 3 ∙ 1 3,1 0,28 0,18 0,3 UL listed Guide plates, housings

PPS GF TEDUR L 9510-1 (GF40)

GF 40 5 ∙ 1 494 27 0,27 0,46 comparison grade

TEDUR L 9401-1 (GF40 PTFE 5)

GF 40 PTFE 5 5 ∙ 1 14,8 0,82 0,27 0,36

Plunger, housing parts for the engine compartment and

machinery

TEDUR L 9424-1 (GF45 AR/PTFE 15)

GF 45 AR/PTFE 15 5 ∙ 1 17 0,92 0,23 0,32 Housing + pistons for exhaust gas recirculation sensor

PPS CF TEDUR L 9400-3.2 (CF15)

CF 15 5 ∙ 1 3,3 0,18 0,21 0,46 Parts for printing machinery, supports for measuring devices

TEDUR L 9404-3.2 (CF30)

CF 30 5 ∙ 1 33 1,9 0,22 0,41 high stiffness Bushings, impellers, pump parts


Podsumowanie

32


ALBIS GROUP


33

• Opis

• Kompozyty o obniżonym współczynniku tarcia

• Wypełnione PTFE, aramidem, MoS2, silikonem, itp.

• Poprawione właściwości ślizgowe

• Obniżona ścieralność

• Na bazie różnych polimerów

• Zalety

• Użycie bez dodatkowych środków smarnych


• Niższe koszty utrzymania

• Redukcja hałasu

Podsumowanie


ALBIS POLSKA SP. Z O.O. Marcelińska 90 | 60-324 Poznań, Polska

Tel: +48 61 842 58 61 | Fax +48 61 821 98 02

www.albis.com

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ !

PIP ALCOM WEAR PROTECT EN - tworzywa.pl€¦Tribologia jest nauką dotyczącą procesów...

Documents

Transcript of PIP ALCOM WEAR PROTECT EN - tworzywa.pl€¦Tribologia jest nauką dotyczącą procesów...