ผงละเอียดซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) สำหรับใช้เป็นสารเติมแต่งเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอในสารเคลือบที่ปรับปรุงด้วย PTFE
ผงละเอียดซิลิคอนคาร์ไบด์ (ผงละเอียด SiC สีดำ/เขียว เช่น ผงละเอียดพิเศษ 10 ไมครอน 7 ไมครอน และ 5 ไมครอน) สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งต้านทานการสึกหรอที่ปรับปรุงด้วย PTFE ได้ เป็นหนึ่งในสารเติมแต่งเซรามิกแข็งหลักสำหรับสารเคลือบหล่อลื่นตัวเองต้านทานการสึกหรอในระดับอุตสาหกรรม เหมาะสำหรับสารเคลือบคอมโพสิต PTFE ที่ใช้ตัวทำละลายเป็นน้ำ/ตัวทำละลาย และสารเคลือบต้านทานการสึกหรออุณหภูมิสูงออร์แกโนซิลิคอน-PTFE
1. ข้อดีของการผสมผงละเอียด SiC ลงในสารเคลือบ PTFE
1. ความทนทานต่อการสึกหรอและรอยขีดข่วนดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด: PTFE บริสุทธิ์นั้นอ่อนนุ่มและมีความแข็งต่ำมาก ทำให้สึกหรอและหลุดลอกจากชั้นเคลือบได้ง่ายเนื่องจากแรงเสียดทานแบบไปกลับและการขีดข่วนจากวัตถุแข็ง ในขณะที่ SiC มีความแข็งตามมาตราโมห์สที่ 9.2 ซึ่งสูงกว่าคอรันดัมขาวและควอตซ์มาก ทำให้เกิดโครงสร้างค้ำยันที่แข็งแรงภายในชั้นเคลือบ
– ภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกัน การสึกหรอของสารเคลือบจะลดลง 70%–85% และอายุการใช้งานจะยาวนานขึ้น 3–5 เท่า
– สามารถทนต่อแรงเสียดทานแบบไปกลับในระยะยาวจากชิ้นส่วนโลหะ ทราย และตัวเลื่อนพลาสติก ทำให้เหมาะสำหรับสภาพการใช้งานหนักที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูง
2. การเอาชนะข้อจำกัดโดยธรรมชาติของ PTFE
1. การนำความร้อนและการระบายความร้อนที่ดีขึ้น ป้องกันการสึกหรอจากความร้อน
PTFE บริสุทธิ์มีการนำความร้อนต่ำมาก (0.25 วัตต์/เมตร·เคลวิน) อ่อนตัวและเสียหายได้ง่ายเนื่องจากความร้อนสะสมจากการเสียดสี ในขณะที่ SiC มีการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ระบายความร้อนจากการเสียดสีได้อย่างรวดเร็ว ช่วยเพิ่มขีดจำกัด PV ของสารเคลือบ ทำให้เหมาะสำหรับซีลเลื่อนความเร็วสูงและสารเคลือบแบริ่ง
3. ลดการไหลตัวในอุณหภูมิต่ำและความต้านทานการคืบตัว
การจำกัดการลื่นไถลของโซ่โมเลกุล PTFE ทำให้สารเคลือบมีแนวโน้มที่จะเสียรูป บวม และเคลื่อนที่น้อยลงภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง
4. เพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะของสารเคลือบและความทนทานต่อแรง
กระแทก ผงละเอียดแข็งสร้างโครงสร้างยึดเกาะทางกายภาพ ช่วยเพิ่มการยึดเกาะระหว่างสารเคลือบและพื้นผิวโลหะ ลดการหลุดลอกและการแตกร้าวจากแรงกระแทก
5. ความเสถียรทางเคมีที่เข้ากันได้กับ PTFE
SiC ทนต่อกรด ด่าง ตัวทำละลาย และอุณหภูมิสูง (อุณหภูมิการสลายตัว > 1800℃) เข้ากันได้กับคุณสมบัติการทนต่อการกัดกร่อนในช่วงอุณหภูมิกว้างของ PTFE ป้องกันความเสียหายจากการกัดกร่อนของสารตัวเติมในสภาวะที่เป็นกรด ด่าง น้ำมัน และสารเคมี
6. ผลเสริมฤทธิ์ของระบบแรงเสียดทาน
PTFE ให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมากและหล่อลื่นตัวเอง ในขณะที่ SiC ให้โครงสร้างที่ทนต่อการสึกหรอ วัสดุผสมที่อ่อนและแข็งนี้ก่อตัวเป็นฟิล์มถ่ายโอนที่ต่อเนื่องและเสถียร ส่งผลให้ชิ้นส่วนที่สัมผัสกันสึกหรอน้อยลงและไม่มีความผันผวนของการสึกหรอแบบเสียดสีอย่างรุนแรง
II. ประเด็นสำคัญในการเลือกกระบวนการ (สำหรับงานเคลือบผิว)
1. การคัดเลือกขนาดอนุภาค
ให้ความสำคัญกับผง SiC ละเอียดพิเศษ เช่น 28 μm, 20 μm, 14 μm, 10 μm, 7 μm, 5 μm:
– ซิลิกาคาร์ไบด์ (SiC) ที่มีขนาดเม็ดหยาบ (สารขัดถูซีรีส์ F) อาจทำให้พื้นผิวเคลือบไม่เรียบ เกิดรอยขีดข่วนบนชิ้นส่วนที่ประกบกัน และทำให้ปืนพ่นสีอุดตันได้ง่าย
– อนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์ W7-W28 มีขนาดเทียบเท่ากับ 600-2500 เมช ทำให้ได้ผิวเคลือบที่ละเอียดและเรียบเนียนโดยไม่ลดทอนความเรียบเนียนของพื้นผิว PTFE
2. อัตราส่วนการเติมที่แนะนำ (เศษส่วนมวล)
– สารเคลือบป้องกันการสึกหรอทั่วไป: ความเข้มข้น 8%–15% ให้ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีที่สุดและอัตราการสึกหรอต่ำที่สุด
– สำหรับการใช้งานหนักและทนทานต่อการสึกหรอสูง ขีดจำกัดสูงสุดไม่ควรเกิน 20%
การเกิน 20% จะทำให้เกิดปัญหาสำคัญสองประการ:
1. การลดปริมาณ PTFE ส่งผลให้คุณสมบัติการไม่เกาะติดและการหล่อลื่นในตัวแย่ลงอย่างมาก
2. ผงมากเกินไปทำให้การกระจายตัวเป็นไปได้ยาก ส่งผลให้สารเคลือบตกตะกอน การพ่นไม่สม่ำเสมอ และมีแนวโน้มที่จะเกิดรูพรุนและความเปราะในสารเคลือบ
3. กุญแจสำคัญในการกระจายตัว: การปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารเชื่อมประสานซิเลน
ผง SiC มีพื้นผิวที่มีขั้วสูง และการเติมลงในอิมัลชัน PTFE/เรซินซิลิโคนโดยตรงจะทำให้เกิดการจับตัวเป็นก้อนและการตกตะกอนได้ง่าย การใช้ซิเลน KH550/KH560/KH570 ในการปรับปรุงพื้นผิวจะช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของผงกับเรซินอินทรีย์และ PTFE ทำให้เสถียรภาพของสารแขวนลอยดีขึ้นอย่างมาก
III. สถานการณ์การใช้งาน
1. สารเคลือบหล่อลื่นในตัวทนการสึกหรอระดับอุตสาหกรรม สำหรับ
พื้นผิวซีลวาล์วไฮดรอลิก ตลับลูกปืนแบบเลื่อน สารเคลือบทนการสึกหรอของเฟือง และชั้นเคลือบกันติดทนการสึกหรอสำหรับลูกกลิ้งสายพานลำเลียง
2. สารเคลือบป้องกันการติดแม่พิมพ์และทนต่อการสึกหรอ สำหรับ
แม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปยางและพลาสติก แม่พิมพ์หล่อขึ้นรูป โดยผสมผสานคุณสมบัติไม่ติดแม่พิมพ์เข้ากับความทนทานต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอ
3. สารเคลือบกันติดคุณภาพสูงสำหรับเครื่องครัว
เช่น ถาดอบ กระทะทอดเชิงพาณิชย์ ทนทานต่อรอยขีดข่วนจากตะหลิวโลหะในระยะยาว
4. สารเคลือบคอมโพสิตทนการกัดกร่อนและทนการสึกหรอ สำหรับ
อุปกรณ์เคมี เพลาผสม ซับในปั๊ม ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมีและอนุภาค
