Из фторопласта-4Д можно изготавливать только тонкостенные профильные изделия-трубки, стержни и т. п. Максимальная толщина стенок трубок 3- 4 мм, диаметр стержней — до 6 мм.
Фторопласт-4Д перерабатывается в профильные изделия из «смазанных паст» на специальном оборудовании. Для приготовления пасты в просеянный порошок фторопласта-4Д обычно заливается легкий бензин. Смешение производят в герметичном цилиндрическом сосуде, вращающемся перпендикулярно оси цилиндра со скоростью 15-20 об/мин, в течение 15-20 мин, затем пасту выдер-живают для созревания не менее 16 ч. Количество смазки зависит от коэффициента сжатия при продавливании пасты через мундштук, т. е. от отношения площади сечения матрицы пресса к площади сечения мундштука. Коэффициент сжатия колеблется от 100 до 650 (при переработке фторопласта-4ДМ коэффициент сжатия может быть значительно выше).
Для экструзии смазной пасты применяют специальные прессы с постоянной скоростью движения рабочего плунжера, чаще всего с винтовым приводом. Смазанная паста в виде таблеток, отпрессованных при 20-30 кгс/см2, помещается в матрицу пресса, представляющую собой цилиндр с коническим (углом конуса 30-60°) переходом и цилиндрический оформляющий канал мундштука.
При экструзии, которая производится при температуре не ниже 25-30°С , развивается давление. достигающее при высоком коэффициенте сжатия 700 кгс/см2. Скорость экструзии достигает 15 м/мин.
Сушку изделий от смазки и спекание можно производить в непрерывно действующей печи встроенной в агрегат, но можно, а иногда и выгодно, производить сушку и спекание профильных изделий в виде бухт, свободно уложенных на противне, в периодически действующей печи. В этом случае спекание продолжается в течение 1-6 ч при 370 °С в зависимости от толщины стенки изделия.
ТРУБКИ ИЗ ФТОРОПЛАСТА-4Д (МРТУ 6-05-822-69)
Предназначены для электроизоляции и для работы в различных агрессивных средах при температуре от -196 до +250°С. Трубки изготавливаются с внутренним диаметром от 0,3 до 10 мм и разной толщиной стенки:
Внутренний диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Допускаемые отклонения по внутреннему диаметру, мм | Допускаемые отклонения по толщине стенки, % |
0,3-1,0 1,0-2,0 2,0-3,0 3,0-5,0 5,0-7,0 7,0-10,0 |
0,2 0,3 0,4 0,6 1,0 1,5 |
±0,15±0,3 | +30 -10+15 -5 |
Длина принимается по согласованию с заказчиком, минимальная длина — 100 мм. Эллипсность и разнотолщинность — в пределах допусков. Разрушающее напряжение при растяжении трубки, не менее 300 кгс/см2, относительное удлинение при разрыве не менее 250%.
СЫРАЯ КАЛАНДРОВАННАЯ ЛЕНТА ИЗ ФТОРОПЛАСТА-4Д (ТУ П-281-70)
Предназначена для изоляции проводов и кабелей с термообработкой после наложения на изделие; при этом. образуется сплошная оболочка. После термообработки эксплуатируется при температурах от -60 до +250°С. Выпускается неокрашенной, окрашенной (до 10 оттенков), наполненной и окрашеннонаполненной.
Размеры ленты приведены ниже:
Толщина, мкм |
45±7, 70±7, 85±10, 100±10 |
Ширина разрезанной ленты, мм | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 |
Допускаемые отклонения по ширине для разрезанной ленты, мм |
|
до 5 мм |
±0,3 |
6 — 20 мм |
±0,5 |
Ширина неразрезанной ленты, мм |
30-100 |
Показатели, физико-механических и электрических свойств каландрованной ленты приведены ниже:
Неокрашенная толщиной |
Окрашенная, наполненная, окрашенно-наполненная толщиной 45-100 мкм | ||
45 мкм |
70-100 мкм |
||
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не менее |
|||
в продольном направлении |
100 |
90 |
80 |
в поперечном направлении |
10 |
8 |
8 |
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | |||
в продольном направлении |
90 |
80 |
80 |
в поперечном направлении |
400 |
400 |
400 |
Продольная усадка при выпечке в свободном состоянии, %, не более |
30 |
30 |
30 |
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см, не менее |
1016 |
1016 |
1015 |
Диэлектрическая проницаемость при 103Гц, не более |
2,2 |
2,2 |
Не определяется |
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц, не более |
3·10-4 |
3·10-4 |
То же |
Электрическая прочность при постоянном напряжении, кВ/мм, не менее |
250 |
150 |
70 |
МАТЕРИАЛ ФТОРОПЛАСТОВЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬ (ФУМ) (ТУ 6-05-1570-72)
ФУМ представляет собой уплотнительный материал из неспеченного фторопласта-4Д, содержащий или не содержащий смазку. Применяется для уплотнения неподвижных соединений фланцев типа «шип — паз» и «замок» и сальниковых уплотнений при температурах от -60 до +150°С и давлении среды до 64 кгс/см2.
Выпускается трех марок:
ФУМ-В — для различных агрессивных сред общепромышленного типа, содержит смазку В.
ФУМ-Ф — для специальных условий работы, содержит смазку Ф.
ФУМ-О — для особо чистых сред и сильных окислителей, не содержит смазки.
Профили: круглый диаметром от 1 до 8 мм, квадратный от 3×З до 8×8 мм и прямоугольный от 2×4 до 2×8 мм, изменение размеров через 1 мм, допускаемое отклонение ±10%, минимальная длина куска 1 м.
Показатели физико-механических свойств материала ФУМ
Марки | ФУМ-В | ФУМ-Ф | ФУМ-0 |
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не менее |
20 | 20 | 20 |
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее |
50 | 50 | 30 |
При применении ФУМ для уплотнения неподвижных соединений используется стержень круглого сечения диаметром 2 мм при ширине шипа 4-7 мм и 3 мм при ширине шипа 8-13 мм. Из этого стержня свертывается кольцо (концы скручиваются), которое укладывается в паз фланца и раздавливается между уплотнительными поверхностями шипа и паза под давлением 300 кгс/см2 до толщины менее 0,1 мм (для марки ФУМ-0-под давлением до 600 кгс/см2). Собранное таким способом уплотнение может работать при колебаниях температур от -50 до +200 °С и при давлениях уплотняемой среды до 400 кгс/см2. В качестве сальниковой набивки применяется ФУМ круглого или квадратного сечения. Можно укладывать материал ФУМ в сальник или в виде отдельных колец, или в виде спирали, так как при надлежащей затяжке сальника материал ФУМ хороню уплотняется. Зазор между грунд-буксой или втулкой и штоком должен быть но всех случаях не более 0,1 мм, иначе материал выдавливается.
Рекомендуется применять материал ФУМ в сальниках вентилей, клапанов, поршневых и плунжерных машин. Для вращающихся валов он менее пригоден вследствие малой теплопроводности.
В виде полоски от 2×4 до 2×8 мм материал ФУМ применяется для уплотнения стеклянной, фарфоровой или эмалированной аппаратуры при меньших усилиях обжима, однако такое уплотнение более чувствительно к колебаниям температуры.
Лента ФУМ (ТУ 6-05-1388-70) применяется для уплотнения резьбовых соединении, работающих в любых агрессивных средах. Выдерживают любые колебания температуры (до 200-250°С) и большие давлении, обеспечивает легкое соединение (например, труб резьбовыми муфтами) и легкую разборку. Это позволяет применять муфтовые соединения на трубах из любых металлов, в том числе из нержавеющей стали, алюминия и т. п. Лента выпускается двух марок:
- Марка 1, содержащая смазку; применяется для уплотнения систем со средами общепромышленного типа, а также систем с агрессивными сильнодействующими средами (крепкие и разбавленные кислоты, концентрированные растворы щелочей).Марка 2, не содержащая смазки; применяется для уплотнения систем с кислородом и другими сильнодействующими окислителями.
Лента ФУМ применяется в трубопроводах санитарного и пищевого назначения.
Показатели физико-механических свойств ленты ФУМ
Марка 1 | Марка 2 | |
Толщина ленты, мкм | 80-120 | 45-100 |
Ширина ленты, мм | 10, 15, 20 | 5, 10, 15, 20 |
Допускаемые отклонения по ширине, мм | ±1 | ±1 |
Длина куска ленты, м, не менее | 1 | 15 |
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не менее | 40 | 60 |
Относительное удлинение при разрыве, %,не менее | 100 | 100 |
Содержание смазки в ленте, % | 17-20 | <0,3 |
СУСПЕНЗИЯ ФТОРОПЛАСТА-4Д И МАТЕРИАЛЫ НА ЕЕ ОСНОВЕ
Суспензия фторопласта-4Д представляет собой взвесь частиц полимера (размером 0,06-0,4 мкм) в воде, в которую для стабилизации и улучшения смачивания введено 9-12% поверхностно-активных веществ (от массы сухого полимера). По внешнему виду это молочная жидкость от белого до желтоватого цвета. Допускается образование осадка, для устранения которого суспензия встряхивается вручную или на качалке. Перемешивать суспензию механическими мешалками нельзя, так как это приводит к необратимой коагуляции.
Концентрация суспензии от 50 до 65%, при концентрации 60% плотность суспензии ~1,5 г/см3, в 1 мл суспензии содержится ~0,9 г полимера.
Из суспензии можно получать покрытия на металлах и других материалах, способных выдержать нагревание до 370°С. Эти покрытия могут применяться как антифрикционные, антиадгезионные, антикоррозионные (для защиты от атмосферной коррозии, но не от агрессивных сред), электроизоляционные. Покрывать можно все металлы (сталь, никель, хром, кадмий, серебро, алюминий), кроме меди и медных сплавов.
Если снять покрытие с металла, можно получить свободные пленки фторопласта-4Д с хорошими диэлектрическими свойствами (аналогичными свойствам неориентированной пленки из фторопласта-4), но электрическая прочность пленки из суспензии значительно выше (при испытании в один слон она достигает 100-180 кВ/мм). Пленка, изготовленная из суспензии, не может быть ориентирована прокаткой.
Антифрикционные покрытия из суспензии фторопласта-4 имеют тот недостаток, что при износе, вследствие невысокой адгезии к металлу происходит отслоение покрытия. Кроме того, для нанесения покрытия требуется спекание при 370°С, а такую температуру могут выдержать не все материалы. Эти недостатки устранены в антифрикционных лаках (см. стр. 146 и ел.).
Покрытие суспензией наносится окунанием, пульверизацией, поливом или кистью. Толщина его обычно не превышает 10-15 мкм, поэтому часто наносятся многослойные покрытия, с сушкой и спеканием каждого слоя. Сушка, производя на воздухе, в термостате или под инфракрасной лампой при температуре выше 100 °С. Каждый слой покрытия спекается при 370±10 °С в течение 5-10 мин. Для получения сплошного, бездефектного покрытия следует нанести, высушить и спечь последовательно до 10 слоев суспензии общей толщиной до 100 мкм. Во многих случаях (антиадгезионные и антифрикционные покрытия) достаточно нанести два-три слоя суспензии. После сплавления пленочное покрытие прозрачное или мутноватое, ровное, без трещин, белого или светло-желтого цвета.
Адгезия покрытия к металлу невысока (при закалке покрытия адгезия ниже, чем медленно охлажденного покрытия); она может быть значительно повышена введением в суспензию некоторых добавок. При нанесении на алюминий к 90 вес. ч. 60%-ной суспензии добавляется 10 вес. ч. хромовой кислоты и 100 вес. ч. воды, адгезия увеличивается примерно в 6 раз; при нанесении на сталь к 70-80 вес. ч. 60%-ной суспензии добавляется 10-15 вес. ч. хромовой кислоты и10-15 вес. ч. фосфорной кислоты, адгезия увеличивается в 30-40 раз.
Суспензия выпускается по МРТУ 6-05-1246-69 четырех марок:
4Д-для покрытий и свободных или армированных пленок;
4ДВ — для получения ПТФЭ волокна;
4ДП — для антифрикционных покрытий и пропиток;
4ДПУ — для пропитки углеграфита.
Смешение суспензий марок 4Д и 4ДП не допускается.
Показатели физико-механических свойств суспензии приведены в таблице.
Физико-механические свойства суспензии различных марок
Показатели | 4Д | 4ДВ | 4ДП | 4ДПУ |
Вязкость, с, не более | Не определяется | 52 | Не определяется | |
Концентрация, %, не менее | 50 | 58 | 50 | 50 |
Укрывистос | Отсутствуют трещины и осыпания на высушенном покрытии | Не определяется | ||
pН суспензии | Не определяется | 9,5-10,5 | То же | |
Внешний вид пленочного покрытия после плавления | Светло-желтого или белого цвета, прозрачное, допускается помутнение | То же | ||
Однородность слоя | Не должно быть видно большого количества сгустков (коагулятов) полимера и темных точек. Допускается единичные включения и сустки, сплавляющиеся при спекании пленки. | |||
Разжрушающее напряжение при растяжении свободной пленки, кгс/см2, не менее | 250 | 250 | Не определяется | |
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | 250 | 250 | То же |
ЛАКОТКАНЬ НА ОСНОВЕ ФТОРОПЛАСТА-4Д (ТУ 6-05-1444-74)
Представляет собой стеклянную ткань, пропитанную и многократно покрытую суспензией фторопласт-4Д со спеканием каждого слоя. Применяется в качестве электроизоляции, межслойных и междуобмоточных прокладок в дросселях, трансформаторах, для изготовления материала ФАФ-4, мембран, антиадгезионных прокладок контактов заварочных машин при сварке термопластических материалов и т. п. Эксплуатируется при температуре от -60 до +250°С. Выпускается двух марок (каждая двух сортов):
Ф-4Д-Э01-на основе стеклоткани марки Э01 по ГОСТ 8481-61.
Ф-4Д-Э003-на основе стеклоткани марки Э003 по МРТУ 6-11-38-66. Показатели электрических свойств лакоткапи приведены в таблице.
Фольгированный армированный фторопласт-4 ФАФ-4 (ТУ 6-05-1414-72). Представляет собой слоистую прессованную пластину из лакоткани Ф-4Д-Э01, облицованную с обеих сторон красно-медной хромированной электролитической фольгой. Предназначен для изготовления оснований печатных схем, эксплуатируемых при температуре от -60 до +250°С.
Размеры пластин из фольгированного фторопласта-4
Размеры пластин, мм | 170×280 | 220×550 | 250×350 | 500×500 | 530×530 |
Номинальная толщина, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Допускаемые отклонения, мм | ±0,15 | ±0,15 | ±0,20 | ±0,20 | ±0,20 |
Прочность сцепления фольги с основанием в состоянии поставки должна быть не менее 0,8 кгс на полоску шириной 10 мм; тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц-не более 8×10-4, диэлектрическая проницаемость при 106 Гц составляет 2,5±0,2.
ЛАК ФБФ-74Д (ТУ 6-05-1617-73)
Приготавливается па основе полимерного связующего (типа клея БФ), наполненного тонкодисперсным фторопластом-4Д. Покрытие из такого лака держится на любой поверхности очень прочно, при износе не отслаивается. Кроме того, износ происходит в несколько раз медленнее, чем износ покрытия из суспензии фторопласта-4Д.
Пленка лака отверждается при 150-200°С, поэтому его можно наносить на дерево, пластмассы, хлопчатобумажные ткани и другие материалы, а также на металлы.
Основные свойства лакоткани
Показатели |
Лакоткань Ф4Д-Э01 |
Лакоткань Ф4Д-Э003 |
||
1-й сорт |
2-й сорт |
1-й сорт |
2-й сорт |
|
Толщина, мм |
0,2 |
0,13-0,25 |
0,055 |
0,055 |
Допускаемые отклонения по толщине, мм |
+0,02 -0,01 |
— |
±0,015 |
±0,020 |
Ширина, мм, не менее |
600 |
200 |
500 |
470 |
Длина, м, не менее |
5 |
0,5 |
10 |
1 |
Содержание фторопласта-4Д, %, не менее |
75 |
40 |
70 |
50 |
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2, не менее |
750 |
600 |
500 |
470 |
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см, не менее |
1·1015 |
Не определяется |
1·1015 |
1·1014 |
Диэлектрическая проницаемость, при 106 Гц, не более |
2,7 |
То же |
2,8 |
Не определяется |
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц, не более |
8·10-4 |
> |
15·10-4 |
То же |
Электрическая прочность при постоянном напряжении, кВ/мм, не менее |
55 |
> |
50 |
8 |
Коэффициент трения без смазки у пленки лака такой же, как для наполненных композиций фторопласта-4.
Лак ФБФ-74Д наносится любым способом (кистью, пульверизацией, окунанием), просушивается при 20-60 °С. После нанесения необходимого числа слоев (обычно два слоя общей толщиной 15-20 мкм) покрытие отверждается при 150°С в течение 2 ч или при 200°С в течение 30 мин.
Лак ФБФ-74Д предназначен для получения на металлических и других изделиях антифрикционных покрытий (сухой смазки), которые также защищают и от атмосферной коррозии.
Покрытие из лака ФБФ-74Д может длительно эксплуатироваться при температуре не выше 125°С и кратковременно при более высоких температурах, но не выше 300°С.
По ТУ 6-05-1617-73 в сухом остатке лака содержится ~74% фторопласта-4Д. Концентрация лака 13,5-16,0%; вязкость по ВЗ-4 при 20°C составляет 15-30 с.
Внешний вид покрытия: поверхность ровная, без разбежек. После сушки лаковое покрытие не должно отлипать от металлической поверхности и осыпаться.
Покрытие не должно иметь сетчатой или ячеистой структуры, видимой невооруженным глазом.
Устойчивость пленки лака к действию воды, бензина, масла, в течение 24 ч при 30 + 5 °С не изменяется.
Лак ФБФ-48Д предназначен для пропитки ткани и получения из нее антифрикционного текстолита. Для образования на подшипнике антифрикционного текстолит на лаке ФБФ-48Д прессуют вместе с обычным текстолитом.
Такие текстолитовые подшипники могут работать без смазки при высоких удельных и ударных нагрузках.
Лак ВАФ-31 (ТУ 6-05-041-334-71) является нетермореактивным лаком холодной сушки; характеризуется повышенной износостойкостью, в 30-40 раз превышающий износостойкость лака ФБФ-74Д и более чем 100 раз превосходящей износостойкость чистого фторопласта-4.
Другие свойства лака приведены ниже:
- Вязкость, г …………………………………………………………………… 12-27
- Концентрация лака %, не менее …………………………………… 5,0
- Содержание фторопласта-4Д и сухом остатке лака, % …… 29±3
Покрытие из лака ВАФ-31 может работать без смазки.
ПАСТА ПФМ-75 (ТУ 6-05-041-335-71)
Представляет собой двухфазную систему, полученную методом совместной коагуляции суспензии фторопласта-4Д со спиртовой суспензией дисульфида молибдена. Предназначена для нанесения на пористую основу специальных металлофторопластовых подшипников.
Показатели свойств пасты ПФМ-75 приведены ниже:
- Вязкость пасты, П, не более …………………………………………….. 20
- Содержание
- дисульфида молибдена в сухом остатке, %……….. 25±2,0
- фторопласта-4Д, % ……………………………………………. 75±2,0
- спирта в жидкой фазе, объемн. %, не менее ……… 65
- Показатель пенетрации по шкале пенетрометра …………… 250-350