پودر ریز کاربید سیلیکون SiC برای پرکننده مقاوم در برابر سایش در پوشش‌های اصلاح‌شده با PTFE

پودر ریز کاربید سیلیکون SiC برای پرکننده مقاوم در برابر سایش در پوشش‌های اصلاح‌شده با PTFE

پودر ریز کاربید سیلیکون (پودر ریز SiC سیاه/سبز، مانند پودر فوق ریز 10 میکرون، 7 میکرون، 5 میکرون) می‌تواند به عنوان پرکننده مقاوم در برابر سایش اصلاح شده با PTFE استفاده شود. این یکی از پرکننده‌های سرامیکی سخت اصلی برای پوشش‌های خود روان کننده مقاوم در برابر سایش صنعتی است که برای پوشش‌های کامپوزیتی PTFE پایه آب/پایه حلال و پوشش‌های مقاوم در برابر سایش دمای بالای ارگانوسیلیکون-PTFE مناسب است.

I. مزایای استفاده از پودر ریز SiC در پوشش‌های PTFE

۱. مقاومت سایشی و مقاومت خراشیدگی به طور قابل توجهی بهبود یافته: PTFE خالص نرم است و سختی بسیار کمی دارد، که آن را مستعد سایش و جدا شدن از پوشش به دلیل اصطکاک رفت و برگشتی و خراشیدگی توسط اجسام سخت می‌کند. SiC با سختی Mohs 9.2، بسیار فراتر از کوراندوم سفید و کوارتز است و یک اسکلت نگهدارنده سفت و سخت را در داخل پوشش تشکیل می‌دهد.

– تحت شرایط کاری یکسان، سایش پوشش 70 تا 85 درصد کاهش می‌یابد و عمر مفید 3 تا 5 برابر افزایش می‌یابد.

– می‌تواند در برابر اصطکاک رفت و برگشتی طولانی مدت ناشی از قطعات فلزی، شن و ماسه و لغزنده‌های پلاستیکی مقاومت کند و آن را برای شرایط مقاوم در برابر سایش سنگین مناسب می‌سازد.

۲. غلبه بر کاستی‌های ذاتی PTFE

۱. رسانایی و اتلاف حرارتی بهبود یافته، جلوگیری از سایش حرارتی
PTFE خالص رسانایی حرارتی بسیار ضعیفی دارد (۰.۲۵ W/m·K)، به راحتی نرم می‌شود و به دلیل تجمع گرمای اصطکاکی از بین می‌رود. SiC رسانایی حرارتی عالی دارد، گرمای اصطکاکی را به سرعت از بین می‌برد، حد PV پوشش را بهبود می‌بخشد و آن را برای آب‌بندهای کشویی با سرعت بالا و پوشش‌های یاتاقان مناسب می‌کند.

۳. کاهش جریان سرد و مقاومت در برابر خزش
با محدود کردن لغزش زنجیره مولکولی PTFE، این پوشش کمتر مستعد تغییر شکل، برآمدگی و جابجایی در دما و فشار بالا است.

۴. افزایش چسبندگی پوشش و مقاومت در برابر ضربه
میکروپودرهای سخت یک ساختار لنگر فیزیکی تشکیل می‌دهند که چسبندگی بین پوشش و زیرلایه فلزی را بهبود می‌بخشد و باعث کاهش پوسته شدن و ترک خوردگی ناشی از ضربه می‌شود.

5. تطبیق پایداری شیمیایی PTFE
SiC در برابر اسیدها، قلیاها، حلال‌ها و دماهای بالا (دمای تجزیه > 1800℃) مقاوم است، با مقاومت خوردگی در دمای گسترده PTFE سازگار است و از خوردگی پرکننده در شرایط اسیدی، قلیایی، روغنی و شیمیایی جلوگیری می‌کند.

۶. اثر هم‌افزایی سیستم اصطکاک
PTFE ضریب اصطکاک فوق‌العاده پایینی را فراهم می‌کند و خود روانکاری را فراهم می‌کند، در حالی که SiC اسکلت مقاوم در برابر سایش را فراهم می‌کند. کامپوزیت نرم و سخت یک فیلم انتقال مداوم و پایدار تشکیل می‌دهد که منجر به سایش کمتر در قطعات جفت شونده و عدم نوسانات شدید سایش می‌شود.

دوم. نکات کلیدی برای انتخاب فرآیند (برای پوشش‌ها)

۱. انتخاب اندازه ذرات:
پودرهای SiC فوق ریز مانند ۲۸μm، ۲۰μm، ۱۴μm، ۱۰μm، ۷μm، ۵μm را در اولویت قرار دهید:

– ذرات درشت SiC (ساینده‌های سری F) به راحتی باعث ایجاد سطوح پوشش ناهموار، خراشیدگی روی قطعات در حال جفت شدن و گرفتگی تفنگ اسپری می‌شوند.

– اندازه ذرات کاربید سیلیکون W7-W28 معادل 600-2500 مش است که منجر به پوششی ظریف و صاف بدون آسیب رساندن به صافی سطح PTFE می‌شود.

۲. نسبت افزودنی توصیه شده (کسر جرمی)

– پوشش مقاوم در برابر سایش عمومی: 8% تا 15% عملکرد کلی بهینه و کمترین میزان سایش را فراهم می‌کند.

– برای کاربردهای سنگین و با مقاومت سایشی بالا، حد بالایی نباید از 20٪ تجاوز کند؛
تجاوز از 20٪ دو مشکل عمده ایجاد می‌کند:

۱. کاهش محتوای PTFE منجر به عدم چسبندگی و خود روانکاری به طور قابل توجهی بدتر می‌شود.

۲. پودر بیش از حد، پخش شدن را دشوار می‌کند و منجر به رسوب پوشش، یکنواختی ضعیف اسپری و تمایل به ایجاد سوراخ‌های ریز و شکنندگی در پوشش می‌شود.

۳. نکته کلیدی در پراکندگی:
پودر SiC اصلاح‌شده با عامل اتصال سیلان، سطحی بسیار قطبی دارد و افزودن مستقیم آن به رزین امولسیون/سیلیکون PTFE به راحتی منجر به تجمع و رسوب می‌شود؛ استفاده از سیلان‌های KH550/KH560/KH570 برای اصلاح سطح، سازگاری پودر با رزین‌های آلی و PTFE را بهبود می‌بخشد و پایداری سوسپانسیون را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

III. سناریوهای کاربردی

۱. پوشش خود روان کننده مقاوم در برابر سایش صنعتی
، سطوح آب بندی شیرهای هیدرولیک، یاتاقان های کشویی، پوشش های مقاوم در برابر سایش چرخ دنده ها و لایه های مقاوم در برابر سایش ضد چسبندگی برای غلتک های نوار نقاله؛

۲. پوشش مقاوم در برابر سایش و جدایش قالب،
قالب‌های تزریق لاستیک و پلاستیک، قالب‌های ریخته‌گری تحت فشار، که جدایش نچسب را با مقاومت در برابر فرسایش و سایش ترکیب می‌کنند.

۳. پوشش نچسب مرغوب برای
ظروف آشپزخانه، ماهیتابه‌های پخت و پز، ماهیتابه‌های تجاری، مقاوم در برابر خراش‌های طولانی مدت ناشی از کفگیرهای فلزی؛

۴. پوشش کامپوزیتی مقاوم در برابر خوردگی و سایش،
تجهیزات شیمیایی، شفت‌های اختلاط، پوشش‌های پمپ، مقاوم در برابر فرسایش محیط و ذرات.