Функциональные покрытия, такие как тефлон, могут решить множество проблем, таких как чрезмерный износ, прилипание, шум и коррозия.
Тефлон и политетрафторэтилен (ПТФЭ) в настоящее время являются одними из самых универсальных промышленных покрытий. Тефлон наиболее известен своей нелипкостью, но он также имеет очень низкую износостойкость, химическую стойкость и диэлектрическую стойкость.
Функциональные покрытия, такие как ПТФЭ, широко известны, но их использование часто ограничивается использованием новых и более дорогих технологий покрытия.
Неклейкость тефлона используется не только в бытовых целях, но и для решения различных задач, таких как предотвращение загрязнения, коррозии, диффузии бактерий, уменьшение трения и прилипания соприкасающихся деталей. Его также можно использовать в качестве аксессуара для оборудования, которое используется под большой нагрузкой или легко изнашивается.
«Тефлон может решить многие проблемы, такие как прилипание, износ, шум и трение», — сказал Джордж Остерхаут из Orion Industries, одной из крупнейших компаний по производству тефлоновых покрытий в Северной Америке, имеющих лицензию Chemours. «Инженеры часто обращаются за помощью, когда сталкиваются с проблемами, когда непокрытые или покрытые детали не работают должным образом».
Тефлоновое покрытие можно наносить на любой материал. Материалы включают углеродистую сталь, алюминий, нержавеющую сталь, легированную сталь, латунь, титан, магний, стекло, стекловолокно, силиконовый каучук, резину и пластик.
Кроме того, тефлоновое покрытие можно нанести на любое изделие. Кухонная посуда, роторы вентиляторов, автомобильные дроссельные заслонки, электромагнитные клапаны, туалетные бачки самолетов, наружные лампочки, резиновые уплотнительные кольца и ролики, используемые для приготовления хот-догов в магазинах.
Прецизионное приложение
Сегодня процесс нанесения функциональных покрытий, таких как тефлон, стал более точным и высокоавтоматизированным. Благодаря инвестициям в производственное оборудование и соблюдению экологических норм, компании по переработке тефлона теперь сотрудничают с компаниями, которые ранее применяли свою продукцию или поставляли продукцию местным компаниям.
Однако есть различия в спектре возможностей каждой компании и уровне качества приложений. Остерхаут утверждает, что различия между компаниями обычно определяются двумя основными факторами. То есть возможность покрытия необходимой толщины в 10 микрон при точной и тщательной предварительной обработке предварительно окрашенных деталей и с небольшими отклонениями и допусками ±3 микрона. Объем производства составляет от 10 до 20 микрон на слой.
Чтобы достичь такого уровня точности, предприятия должны проектировать и устанавливать систему с нуля.
Конвейер. Кроме того, вам нужна гибкость для покрытия деталей различных размеров и конструкций.
Например, Orion ускоряет производство самых разных деталей, контролируя материальные и энергетические затраты за счет гибкого автоматизированного производства.
Сборка со стационарным оборудованием или роботами занимает необходимое положение и может быть покрыта только согласно спецификации, а конвейер или печь может использоваться для завершения процесса отверждения покрытия на детали. Это покрытие наносится на детали узлов роботов, что обеспечивает очень низкий уровень расхода материала.
«Для нанесения покрытия мы используем пистолет-распылитель, который наносит одинаковое количество материала на каждую деталь», — говорит Остерхаут. «Уровень перераспыления очень низкий, поскольку покрытие наносится только на необходимые участки поверхности. При использовании инфракрасных и конвекционных печей покрытие отверждается в 3 раза быстрее, чем при использовании обычных конвекционных печей.
Другие области применения антипригарного покрытия
Тефлон известен как очень прочное и надежное покрытие для посуды, но его нелипкость можно использовать для предотвращения налипания, загрязнения и износа посторонних предметов.
Накопление грязи, льда, сажи, нагара, пищи и других посторонних предметов часто может мешать нормальной работе машин и компонентов двигателя. Утончая тефлоновое покрытие, можно уменьшить степень загрязнения.
Кроме того, нелипкость тефлона также оказывает защитное действие против коррозии. Это покрытие можно использовать для предотвращения гальванической коррозии и защиты от агрессивных жидкостей, таких как соленая вода, технологические химикаты, топливо и смазочные материалы.
Современные покрытия также могут быть антибактериальными и могут использоваться в различных областях.
Универсальное покрытие
Для приложений, требующих минимального зазора между деталями, таких как центробежные винтовые компрессоры, можно использовать универсальное тефлоновое покрытие для уменьшения зазора и предотвращения контакта металла с металлом во время работы. Уменьшение зазора между деталями имеет много преимуществ, таких как снижение шума, предотвращение утечки воздуха и жидкости и гидродинамическое уплотнение. При применении к центробежному винтовому компрессору он может повысить производительность на 10% и более без изменения технологических допусков.
Например, сверхтонкие покрытия общего назначения, такие как Orion DB L-908, представляют собой смесь полиимида и других смол. Покрытие состоит из наноразмерных износостойких частиц и ПТФЭ.
Покрытие следует наносить таким образом, чтобы две поверхности соприкасались, а головка зуба вращалась и проходила через зазор, а толщина покрытия должна соответствовать указанной во время первоначального проектирования и испытаний.
Небольшие воздушные карманы в полимере позволяют покрытию усаживаться под механическим давлением. Поскольку после сжатия остаются воздушные карманы, прочность пленки покрытия сохраняется. Использование ПТФЭ для покрытия предотвращает истирание и прилипание поверхности при первом контакте.
Это покрытие является отличной альтернативой поверхностному упрочнению для временного предотвращения износа и для более точной обработки деталей с чрезвычайно жесткими допусками.
Эти покрытия с очень узкими зазорами должны иметь допуск ± 0,001 дюйма на всех поверхностях толщиной от 0,002 до 0,006 дюйма.
Фрикционное покрытие для силиконовой резины
Некоторые производители, имеющие лицензии на тефлоновое покрытие, разрабатывают свои собственные покрытия. В частности, покрытие Orion FluorBond LSR было разработано для снижения коэффициента трения формованных изделий из силиконового каучука на 20-60%. Это также предотвращает накопление пыли и грязи на поверхности.
Силиконовая резина широко используется для труб, уплотнений, цилиндров и т. д., но этот материал довольно липкий и может прилипать к другим силиконовым поверхностям, которые с ним соприкасаются. Это связано с тем, что коэффициент трения этого материала высок и может превышать 1,0. Парилен, который образует физическую связь с помощью химического осаждения из паровой фазы, чаще всего используется для снижения коэффициента трения на поверхности силиконовых деталей. Однако, поскольку парилен является довольно твердым материалом, он может трескаться и не обладает антибактериальными свойствами. Кроме того, он может покрывать только те детали, которые помещаются в испарительную камеру, что делает его очень сложным материалом для покрытия внутренней поверхности деталей.
С другой стороны, фтороблигация LSR химически связывается с силиконовой резиной для снижения коэффициента трения. Этот материал можно растягивать и в результате покрытие не порвется. Кроме того, покрытие может обладать антибактериальными свойствами.
Сухая пленочная смазка
Как правило, механики используют масляные или консистентные смазки вместо сухих пленочных смазок.
Смазочные материалы в виде сухой пленки, в отличие от обычных смазочных материалов, которые проникают в другие поверхности, могут продолжать совершать возвратно-поступательные движения по сопрягаемой поверхности и оставаться на месте в течение более длительного периода времени. Кроме того, сухое пленочное покрытие используется в качестве основы для защиты подшипников от точек высокой нагрузки за счет распределения нагрузки и снижения усталости компонентов.
Поэтому часто используют графит и дисульфид молибдена. Рекомендуется использовать молибденовое покрытие на деталях, которые эксплуатируются в условиях повышенного износа и нагрузок. Эта часть включает тип подшипника, в котором одна часть скользит по поверхности другой части. Графитовые покрытия обычно используются во влажной и жаркой среде.
Тефлон также можно использовать в качестве сухой смазочной пленки при легких и средних нагрузках. Тефлон часто комбинируют с молибденом и графитом, образуя уникальные соединения.
Доступ к базам НИОКР
Остерхаут признает, что количество составов и продуктов для покрытий на удивление велико. Инженеры часто работают с продуктами без покрытия или с покрытием, которые не работают должным образом. Поэтому необходимо предоставить ресурсы, позволяющие выбрать нужное вам покрытие.
«Инженерам необходимо определить назначение тефлонового покрытия и толщину покрытия, чтобы оно соответствовало существующим размерам детали», — говорит Остерхаут.
Для поддержки разработки специализированных материалов и приложений некоторые компании создали свои собственные научно-исследовательские лаборатории для изучения новых доступных покрытий, а также для исследования и разработки покрытий, адаптированных к конкретным потребностям клиентов.
Некоторые лаборатории оснащены самым современным оборудованием для контроля качества, которое может проводить не только испытания на износ, но и исследование смазки и расчет важных параметров, таких как коэффициент трения. Кроме того, существующие и потенциальные клиенты могут проконсультироваться с инженерно-техническим персоналом по вопросам разработки нестандартных покрытий.
Одним из преимуществ наличия собственной лаборатории является то, что Остерхаут «получает важную информацию о производительности из исследований и экспериментов для сравнения давно используемых покрытий с новыми». Это позволяет увидеть значительное улучшение характеристик нового покрытия. Кроме того, существующие и потенциальные клиенты могут проконсультироваться с инженерно-техническим персоналом по вопросам разработки нестандартных покрытий.
