La résistance à l'usure et la faible friction ne sont pas la même exigence
La résistance à l'usure décrit la capacité du matériau à résister à l'usure de la surface, aux rayures, à la déformation ou à d'autres dommages lors de contacts répétés ; le faible frottement décrit la résistance générée lorsqu'une surface initie ou continue un mouvement par rapport à une autre surface. Les deux sont liés mais ne peuvent être considérés comme interchangeables.
Les matériaux à faible friction peuvent réduire la force de fonctionnement, mais n'offrent pas nécessairement la durée de vie la plus longue sous des charges élevées. À l’inverse, les matériaux très résistants à l’usure peuvent conserver leurs dimensions après des cycles répétés mais générer plus de friction, de bruit ou de chaleur que ne le permet l’application.
Cette distinction est importante dans la sélection réelle des composants. La bague peut nécessiter une longue durée de vie et des changements dimensionnels les plus minimes possibles ; le curseur peut accorder plus d'attention au démarrage en douceur et à la réduction du rampement ; l'engrenage peut nécessiter une forme de dent stable, un bruit acceptable et une usure double face contrôlée ; les pièces mobiles de la vanne peuvent nécessiter qu'elles puissent toujours agir comme prévu après une longue période d'inactivité.
- Les pièces en POM moulées par injection s'usent-elles trop rapidement ?
- Les pièces d'accouplement sont-elles endommagées ?
- La résistance au mouvement est-elle trop importante ou instable ?
- Le mécanisme produit-il du bruit, des vibrations ou des rampements ?
- La lubrification externe est-elle indisponible ou indésirable ?
- Les changements dimensionnels affectent-ils le positionnement ou l'étanchéité ?
Concentrez-vous sur le contrôle de l'usure des surfaces, des rayures et des changements dimensionnels dus à des contacts répétés.
Concentrez-vous sur la réduction de la force de fonctionnement, l'amélioration de la fluidité des mouvements et la réduction du risque de rampement ou de bruit.
Examinez simultanément la charge, la vitesse et le modèle de mouvement
Les charges doivent être examinée à partir de la surface de contact, et pas seulement de la force totale exercée sur le composant. Même si la charge totale semble modérée, de petites zones de contact peuvent produire des contraintes locales élevées ; les contacts de bord, les excentricités, les géométries pointues et les assemblages inégaux peuvent encore augmenter les contraintes locales.
La vitesse affecte également l'usure et la friction. Un mouvement lent peut produire un rampement ou une résistance au démarrage plus élevée, tandis qu'un mouvement plus rapide peut produire une chaleur de friction. L'influence de la vitesse dépend également de la charge, du double plan, de l'état de lubrification et de la durée du mouvement.
Rotation continue, balancements répétés, glissement à course courte et action occasionnelle ne créent pas les mêmes conditions d'usure. Les rouleaux qui fonctionnent en continu et les composants de vannes qui se déplacent soudainement après une longue période d'arrêt peuvent nécessiter des orientations de matériaux différentes.
Pour des conditions d'usure exigeantes, le Taiyi POM EDM-111 peut être évalué comme une direction hautement résistante à l'usure. Le POM EMS162, basé sur un remplissage de MoS2 dans le sens hautement résistant à l'usure, peut également être inclus dans la comparaison si son système d'additifs est adapté aux conditions de contact. Le POM ENM1040 offre une autre option dans le sens d'additifs spéciaux résistants à l'usure.
Le double matériau et état de surface modifieront le résultat
Les pièces POM ne s'usent pas indépendamment et leurs performances sont considérablement affectées par les matériaux et l'état de surface des pièces en contact. L'acier, l'aluminium, le laiton, les métaux revêtus, le caoutchouc, le POM, le PA et d'autres plastiques techniques peuvent tous produire des résultats de friction et d'usure différents.
L'état de la surface est tout aussi important. Les surfaces métalliques rugueuses peuvent agir comme des abrasifs et emporter le polymère ; Les surfaces de comptoir endommagées, corrodées, mal usinées ou contaminées peuvent provoquer une usure rapide, même avec un POM convenablement modifié.
L'impact potentiel des charges rigides ou des fibres de renfort sur les pièces doubles doit également être revu. Le POM renforcé peut améliorer la rigidité et le contrôle dimensionnel, mais peut également augmenter l'usure de la surface d'appui plus souple.
Lorsque les applications nécessitent à la fois un renforcement et une lubrification, le POM EGH20-TF peut être évalué comme une direction composite PTFE et fibre de verre. Les orientations du POM rempli de fibre d'aramide ou de poudre d'aramide peuvent également être évaluées si une usure spécifique, un support mécanique ou un équilibre de contact est requis.
Sélectionnez la direction du PTFE, du MoS2, de l'huile de silicone ou d'autres additifs résistants à l'usure
Différents additifs résistants à l'usure et lubrifiants affectent le POM par différents mécanismes. La sélection doit être basée sur le système d'exploitation réel et ils ne peuvent pas être considérés comme des moyens équivalents pour réaliser l'autolubrification.
Le POM rempli de PTFE est souvent envisagé lorsqu'un frottement moindre, un glissement amélioré ou des forces de fonctionnement réduites sont requis. Taiyi POM EPTL402 représente la direction de remplissage du PTFE ; Le POM EGH20-TF combine le PTFE avec la fibre de verre et peut être inclus dans l'évaluation lorsque l'application nécessite à la fois une lubrification et une rigidité supplémentaire.
Avec le POM rempli de MoS2, représenté par le POM EMS162, peut être utilisé pour le criblage primaire dans des conditions d'usure élevées adaptées à son système de lubrification solide. Le POM ESO102 est une direction de lubrification élevée modifiée à l'huile de silicone qui peut être évaluée lorsqu'un mouvement fluide, une friction et une force de fonctionnement réduites ou une sensation de course améliorée sont importants.
POM ENM1040 Utilisant une orientation d'additif spéciale résistante à l'usure, POM EDM-111 est positionné dans une orientation très résistante à l'usure. Ces options peuvent être comparées lorsque les clients exigent un équilibre de propriétés différent de celui des systèmes conventionnels en PTFE, MoS2 ou modifiés au silicone.
- Durée de vie requise
- Friction statique et friction dynamique
- Résistance mécanique et rigidité
- Tolérance dimensionnelle
- Double matériau et dureté
- Conditions de friction ou de lubrification à sec
- Qualité du bruit et des mouvements
- Exigences de surface et de traitement secondaire
- Stabilité et formabilité de la production
Direction POM modifiée combinée à un examen de l'application
Évaluez respectivement la lubrification, le bruit et le rampement
Lors de l'audit de la lubrification, vérifiez d'abord si le composant fonctionne avec une friction sèche, avec de la graisse ou de l'huile, ou s'il est en contact occasionnel avec des fluides de traitement. Les matériaux qui fonctionnent bien en glissement à sec ne présentent pas nécessairement les mêmes avantages dans les systèmes de lubrification externe.
Lorsque la lubrification externe n'est pas possible, l'orientation du POM de lubrification interne peut être évaluée. Cependant, « autolubrifiant » ne signifie pas disparition des frottements et de l’usure. Le système de contact est toujours affecté par la charge, la vitesse, la géométrie, la température, les matériaux doubles et les conditions de surface.
Le bruit n'est pas non plus contrôlé uniquement par la friction. Le bruit, le grincement, le broutage et les vibrations des engrenages sont également affectés par la précision dimensionnelle, la rigidité, la forme des dents, le jeu d'assemblage, l'état de surface, la résonance, la lubrification et les fluctuations de formage.
L'exploration se produit lorsque la force requise pour initier le mouvement est significativement différente de la force requise pour maintenir le mouvement. Les glissières, guides, mécanismes de réglage, commandes de vannes, sièges et pièces à mouvement lent nécessitent une attention particulière.
L'usure des pièces d'accouplement peut être plus importante que l'usure du POM
L'évaluation du matériau se concentre souvent uniquement sur la perte de poids ou les changements dimensionnels des pièces en POM, ce qui peut conduire à des conclusions incomplètes. Même si une pièce POM semble acceptable, les surfaces de contact peuvent toujours présenter des signes de polissage, des rayures, une perte de revêtement, une abrasion ou des dommages dimensionnels.
Ceci est particulièrement important lorsque le POM entre en contact avec des métaux mous, des pièces plaquées, des surfaces peintes, des joints ou un autre polymère moulé par injection. Les fibres de renfort et certaines charges fonctionnelles peuvent modifier le mécanisme d'usure de la paire de contacts.
Par conséquent, les matériaux de friction doivent être évalués dans le cadre d'un système à double surface. Les tests examinent à la fois le composant POM et sa contrepartie ; les changements dimensionnels, les débris d'usure, les dommages de surface, les forces de fonctionnement, l'augmentation de la température, le bruit et la stabilité de la zone de contact peuvent devoir être examinés.
Pour les engrenages et pièces similaires appariées, la combinaison de matériaux doit être considérée dans son ensemble. Il n’est pas nécessairement préférable d’utiliser le même matériau des deux côtés ; différentes duretés, états de surface, géométries ou systèmes de modification peuvent former une paire de contacts plus stable, mais la combinaison finale doit encore être confirmée par des expériences.
Pourquoi les données d'usure et de friction en laboratoire ne suffisent pas
Les données de laboratoire peuvent être utilisées pour des comparaisons préliminaires, mais les résultats tribologiques dépendent fortement de la méthode de test. Un coefficient de friction ou un taux d'usure mesuré dans un ensemble de conditions ne permet pas nécessairement de prédire les performances d'un autre système.
Même les données de deux fournisseurs peuvent ne pas être directement comparables si les méthodes de test, la préparation des échantillons, le conditionnement en humidité ou les doubles surfaces sont différentes. Les valeurs de friction inférieures signalées ne doivent pas automatiquement être interprétées comme un composant plus performant.
Les pièces moulées par injection introduisent également des variables qui ne peuvent pas être représentées par des échantillons de laboratoire standard, notamment l'emplacement des portes, les lignes de soudure, le retrait, l'orientation des fibres ou des charges, les contraintes résiduelles, la réplication de la surface, le gauchissement des pièces et les tolérances dimensionnelles.
Par conséquent, le test des pièces moulées par injection doit tenter de reproduire autant que possible l'assemblage réel. Les tests doivent utiliser des matériaux doubles réalistes, des charges et des vitesses représentatives, des conditions de lubrification attendues et un nombre significatif de cycles de fonctionnement.
- Géométrie de l'éprouvette de test
- Double matériau et dureté
- Rugosité de surface
- Pression de contact
- Vitesse de glissement
- Direction du mouvement
- Durée du test
- Température et humidité
- Conditions de friction ou de lubrification à sec
- Phase de rodage initiale
Quelles informations doivent être fournies avant de recommander une grade
Les recommandations de grade ne peuvent pas être basées uniquement sur « nécessite un POM résistant à l'usure » ou « nécessite un POM à faible friction ». Des informations d'application plus complètes permettent de différencier EDM-111, EGH20-TF, EMS162, ENM1040, EPTL402, ESO102, l'orientation de remplissage en aramide ou d'autres options de matériaux.
Utilisez ces informations pour déterminer la direction du matériau, puis passez en revue les TDS applicables, les pièces représentatives du moulage et testez-les dans des conditions de travail réelles ou quasi réelles.
- Nom de la pièce, dessins, photos et fonctions principales
- Matériau actuel ou grade actuelle
- Modes de défaillance ou problèmes de performances actuels
- Type de mouvement : glissement, rotation, balancement, roulement ou action intermittente
- Charge, pression de contact, vitesse, distance de glissement et cycle de travail
- Durée de vie prévue ou nombre de cycles
- Double matériau, dureté, revêtement et état de surface
- Fonctionnement à friction sèche ou type de lubrifiant
- Température de fonctionnement et conditions environnementales
- Exigences en matière de bruit, de rampement ou de force de fonctionnement
- TDS existants, rapports de test, échantillons d'usure ou pièces défectueuses