SUMIKAEXCEL PES和SUMIPLOY的滑动特性

试验法

滑动特性的评价试验方法有多种,适当的方法因用途、状况而异。评估树脂基本滑动性能的设备包括铃木式磨损试验机、盘式销式磨损试验机和推力磨损试验机 (如Amsler) 。

极限PV值

极限PV值 (载荷压力x速度) 表示材料的滑动表面由于摩擦发热而变形或熔化的极限。因此,在临界PV值以上的条件下,摩擦、磨损均明显增大,无法使用。耐热性越高的树脂,临界PV值越高。实用上,需要在界限PV值的约50~60%以下使用。

摩擦特性

摩擦特性的指标包括静摩擦系数(μ S)和动摩擦系数(μ D)。在这两种情况下,氟树脂基滑动材料据说都表现出最低的摩擦系数。
μS表示启动时的摩擦阻力。对于涉及重复静止和移动运动的应用,μS小且稳定非常重要。另外,刚成型后的μS与初期磨损后的μS不同。

非强化系滑动等级的滑动特性

SUMIPLOY E3010 和SUMIPLOY FS2200 是不含增强纤维的非增强滑动牌号。它们的优点是在干燥条件下极难损坏配合材料,即使配合材料是 SUS 或铝等软金属。

极限PV值

图3-7-1显示了E3010和FS2200的极限PV值与其他工程塑料滑动等级的速度相关性。与比较滑动材料相比,均表示具有相当高的极限PV值。

图3-7-1非强化系滑动等级的极限PV值的速度依赖性

图3-7-1非强化系滑动等级的极限PV值的速度依赖性

摩擦特性

E3010是射出成形用滑动材料中,在干燥状态下静摩擦系数最小的材料之一。E3010在磨损后仍保持初始的静摩擦系数,并在较长时间内保持稳定。

磨损特性

表 3-7-1 显示了SUMIPLOY滑动等级与其他通用工程塑料滑动等级的摩擦和磨损特性比较。可以看出,它在PV值低到高的范围内都具有稳定的耐磨性。图3-7-2为P=0.6MPa、V=40m/min时E3010磨损量与时间的关系。
与填充氟树脂相比,它具有初始磨损较低的优点。而且,它与含有聚酰亚胺的氟树脂相当。

表3-7-1非强化类滑动等级的摩擦磨损特性 (止推型试验机)

测量条件 样本 动摩擦系数μD 累计摩擦量
△W(μ)
摩耗係数K
(mm/km)/(kgf/cm2)
配合材料的磨损量
(mg)
压力P
(MPa)
速度V
(m/min)
对手材料
1 10 SUS304 E3010 0.16 3.5 1.2×10-5 移着
FS2200 0.12~0.30 11 3.9×10-5 0.27
PTFE填充PC 0.12~0.31 95 33.3×10-5 0.13
PTFE填充POM 0.13 8.7 3.0×10-5 0.10
0.6 40 SUS304 E3010 0.18 11 1.6×10-5 0.01
FS2200 0.14~0.21 133 19.2×10-5 0.16
CF/PTFE填充PPS 0.40 132 19.2×10-5 13.6
PTFE填充PC 极限PV值以上 (数分钟内熔化)
PTFE填充POM
0.1 100 SKH-2 E3010 0.24 5.7 2.0×10-5 0.16
FS2200 0.29 85 29.5×10-5 0.14
CF/PTFE填充PPS 0.81 90 31.3×10-5 10.5
0.2 100 SKH-2 E3010 0.22 5.4 0.9×10-5 0.24
CF/PTFE填充PPS 0.53 168 29.2×10-5 4.30

图3-7-2非强化系滑动等级的摩擦磨损特性

图3-7-2非强化系滑动等级的摩擦磨损特性

纤维强化系滑动等级的滑动特性

CS5220、CS5530、CK3420是碳纤维、无机填充物等的强化等级。具有尺寸稳定、机械强度、刚性优异、热膨胀系数小、PV值大的严酷条件下也能使用的特点。虽然摩擦系数稍大,且会有少许变动,但通过使用硬度较高的材料作为材料,对材料表面进行硬化处理,或与润滑油并用,可在各种用途中发挥特长。但是,这些系统可能会损坏SUS和铝等软质金属,因此需要注意。

SUMIPLOY纤维增强等级的极限PV值

表 3-7-2 显示了纤维增强牌号SUMIPLOY CK3420 的极限 PV 值。

表3-7-2纤维强化系滑动等级的极限PV值

单位:MPa·m/min

  CK3420
V=40m/min 160
V=100m/min 100

材料:SKH-2,室温-DRY

SUMIPLOY纤维增强牌号的摩擦和磨损性能

速度为 V = 40 m/min 和 100 m/min 时动摩擦系数 μ D与 PV 值的关系如下所示。 CK3420和CS5520在高PV值(高负载)时都表现出0.1至0.2的小值,但在低PV值(低负载)时摩擦系数变大。因此,适合作为高负荷、高速的滑动材料。
此外,这些纤维增强等级的耐磨性不如非增强滑动等级。表 3-7-3 总结了摩擦和磨损特性的示例。

表3-7-3纤维强化系滑动等级的摩擦磨损特性

滑动条件 条目 CK3420
P=0.6MPa
V=40m/分钟
室温-DRY
摩擦系数
磨损系数(mm/km/MPa)
配合材料的重量变化(mg)*
0.81
45×10-6
+1.9
P=0.2MPa
V=100m/分钟
室温-DRY
摩擦系数
磨损系数(mm/km/MPa)
配合材料的重量变化(mg)*
1.00
36×10-6
+0.2

配合材料:SKH-2,滑动时间:48hr
*:+代表转移。

图3-7-3动摩擦系数与PV的关系

图3-7-3动摩擦系数与PV的关系