钢基铜塑复合轴套是一种结合金属强度与塑料自润滑特性的复合材料,广泛应用于工业设备中。其主要分为两种类型: 内层为聚甲醛(POM) 和 内层为聚四氟乙烯(PTFE)。以下是详细分析:
一、结构与工艺
复合结构
两种类型均采用三层复合结构:
基体层:冷轧钢板或铜板,提供高强度和承载能力。
中间层:球形青铜粉或铜粉,通过烧结形成多孔隙结构,作为热传导和润滑介质的媒介。
表面层:(以下两种)
聚甲醛(POM) :通过轧制或烧结工艺形成耐磨层,表面常设有油坑以储存润滑油,在边界润滑工况下摩擦系数极低,塑料层厚度较厚,更适合恶劣环境。
聚四氟乙烯(PTFE) :直接作为耐磨层,无需额外油坑,具有极低摩擦系数(约0.04~0.15)但是摩擦层较薄,容易在恶劣工况下破损失效。
生产工艺
聚甲醛复合轴套:通过高温高压轧制或烧结工艺,将聚甲醛与青铜粉结合,形成紧密结构。例如,嘉兴固润的FZ-8轴套采用钢基、球形青铜粉、改性聚甲醛三层结构。
聚四氟乙烯复合轴套:在铜粉层上铺设PTFE粉末,通过轧制或烧结形成复合层。嘉兴固润的的IGRN1型产品即为此类。
性能指标 | 聚甲醛(POM) | 聚四氟乙烯(PTFE) |
---|---|---|
耐磨性 | 良好,但需依赖油坑储存润滑油 | 极佳,无需额外润滑介质 |
摩擦系数 | 0.05~0.15(边界润滑) | 0.04~0.10(自润滑) |
使用温度范围 | -40℃至+100℃ | -200℃至+280℃ |
热导率 | 0.017 J/(s·cm·K)(低) | 0.42 J/(s·cm·K)(高) |
结合强度 | 16 MPa(与钢基结合) | 16 MPa(与钢基结合) |
缺点 | 需定期注油,成本较高 | 高温性能优异,摩擦层易破损 |
聚甲醛复合轴套
适用场景:重载、低速转动或间歇运动场合,如液压泵、阀门、水利工程、工程机械等。
优势:成本较低,耐磨性适中,适合需要定期润滑的环境。
案例:龚嘴电站水轮机导叶采用钢背聚甲醛复合轴套,替代尼龙材料,提升使用寿命。
聚四氟乙烯复合轴套
适用场景:高温、高磨损环境,如汽车制动、锻压机床、冶金矿山机械等。
优势:免润滑设计,摩擦系数极低,适合无油或少油条件。
案例:嘉兴固润生产的FZF-8高强度聚甲醛复合轴套,适用于轻中速场合。
钢基铜塑聚甲醛轴套:适合需要较高承载与中等耐磨性的场景,但需注意定期润滑以维持性能。
钢基铜塑聚聚四氟乙烯轴套:优先选择无法加油润滑环境,但需考虑其成本较高及对加工精度的要求。但耐磨层较薄,一旦破损后轴套就会快速失效。
结合标准:参考《水利水电工程钢闸门设计规范》(表F3)中的性能参数,确保材料与工况匹配。
钢基铜塑复合轴套通过内层材料的选择(POM或PTFE)实现性能差异化。聚甲醛轴套在成本与耐磨性之间取得平衡,而聚四氟乙烯轴套则在高温和自润滑性能上表现突出。设计时需根据具体工况(温度、载荷、润滑需求)选择合适类型,并结合生产工艺优化性能,如需任何技术支持,请联系专业厂家-嘉兴固润。