Снижение трения

Покрытия с низким коэффициентом трения обычно имеют значения от 0,05 до 0,2. Это зависит от типа используемого покрытия, нагрузки и скорости процессов. PTFE имеет самый низкий коэффициент трения из всех твёрдых материалов.

Низкое трение не следует путать с антипригарным покрытием. Покрытие, которое обеспечивает хорошие свойства низкого трения, не обязательно будет хорошим выбором, если вам требуются антипригарные свойства, и наоборот. Трение — это сила, противодействующая движению двух объектов, скользящих друг против друга. Эта сила приводит к износу и увеличению использования энергии для начала движения и его поддержания.

Существуют два типа трения: статическое и динамическое. Статическое трение — это сила, противодействующая начальному движению статического объекта. Динамическое (или кинетическое) трение — это сила сопротивления объектам, которые движутся друг против друга. Значения статического трения обычно выше, чем значения динамического трения.

Нагрузка и скорость являются двумя очень важными факторами. Каждое значение или их комбинация могут оказать существенное влияние на выбор правильной системы.

По мере увеличения трения количество энергии, необходимой для поддержания процесса, также увеличивается, как и износ, что может привести к возможному разрушению сопряженных поверхностей.

Сила трения, сильно варьируется из-за геометрии и технических допусков. Покрытие из PTFE, такое как Xylan® 1070, значительно уменьшит величину крутящего момента, потерянного при трении, что позволит более точно и предсказуемо рассчитать нагрузку.

Покрытия с низким коэффициентом трения доступны в широком ассортименте, в зависимости от применения. Компания Whitford имеет очень широкий ассортимент покрытий с низким коэффициентом трения из серии Xylan.

Соотношения фторполимера к смолам в составе покрытий для снижения коэффициента трения можно варьировать, чтобы получить разные значения. Отношение смолы к фторполимеру может быть увеличено, чтобы обеспечить различные степени твердости и повышенную износостойкость, хотя будет наблюдаться незначительное увеличение коэффициента трения из-за небольшого разбавления содержания фторполимера. И наоборот, повышенное содержание PTFE и более низкое содержание смолы могут снизить значения трения, хотя износостойкость может быть снижена из-за того, что покрытие будет очень мягким.

В ситуациях, когда требуется дополнительная сухая смазка, для обеспечения исключительных свойств подшипников добавляются присадки вроде MoS 2 (дисульфид молибдена) или графит. Одно конкретное ксилановое покрытие с присадкой MoS 2 может обеспечить низкоскоростную смазку при давлениях до 10 500 кг/см².

Длительные периоды бездействия между двумя сопряженными частями могут создавать очень высокие коэффициенты статического трения. Покрытие не только уменьшает эти силы, но и создает дополнительные антипригарные свойства фторполимерных покрытий, предотвращая постоянное прилипание посторонних веществ к поверхностям.

Существуют также покрытия с низким коэффициентом трения, специально разработанные для нанесения на уплотнители — они гибкие и чувствительных к повышенным температурам отверждения. Почти все автомобильные дверные и оконные уплотнители имеют такие покрытия, что снижает образование льда и обеспечивает свободное движение окна к уплотнению.

Когда две поверхности трутся друг о друга, износ материалов неизбежен. В результате обычно происходит разрушение сопряженных поверхностей. В том случае, когда трение снижается, уменьшается и износ. Смеси фторполимеров и твердых долговечных смол могут значительно уменьшить или в некоторых случаях полностью устранить износ.

В производственной программе производителей фторполимерных покрытий имеются покрытия с внутренним усилением — керамическими или металлическими наполнителями, которые могут увеличить срок службы до пяти раз по сравнению с обычным покрытием с низким коэффициентом трения, с увеличением коэффициента трения только на 20%.

В некоторых случаях традиционные смазочные материалы, такие как масло или другие жидкости, не допускаются, или рабочая температура процесса превышает их температурные ограничения. В таких случаях покрытия из PTFE обеспечивают очень эффективное и долговременное решение. Смолы и фторполимеры, содержащиеся в ксилановых покрытиях, остаются стабильными от криогенных уровней до температур до превышающих 290 °C.

Трение и износ могут быть уменьшены, когда покрытие наносится на одну или обе сопрягаемые поверхности. Ниже приведены некоторые примеры применения, которые выигрывают от нанесения покрытия из PTFE:

• поворотные приводы;
• клапаны;
• гильзы цилиндров;
• направляющие;
• опорные поверхности;
• поршни;
• шарниры.

Одним из основных преимуществ износостойких покрытий является то, что в подавляющем большинстве случаев не нужно делать поправки на дополнительные слои покрытия, которые можно наносить толщиной всего от 15 до 30 микрон. При работе деталей, находящихся под очень высоким давлением рекомендуются присадки в дополнение к PTFE, такие как MoS 2 или графит, которые дают отличные дополнительные несущие и антиистирающие свойства.