PTFE ile modifiye edilmiş kaplamalarda aşınmaya dayanıklı dolgu maddesi olarak kullanılan ince silisyum karbür (SiC) tozu.
Silisyum karbür ince tozu (siyah/yeşil SiC ince tozu, örneğin 10 mikron, 7 mikron, 5 mikron ultra ince toz), PTFE ile modifiye edilmiş aşınmaya dayanıklı dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Endüstriyel aşınmaya dayanıklı kendinden yağlamalı kaplamalar için ana akım sert seramik dolgu maddelerinden biridir ve su bazlı/solvent bazlı PTFE kompozit kaplamalar ve organosilisyum-PTFE yüksek sıcaklık aşınmaya dayanıklı kaplamalar için uygundur.
I. PTFE kaplamalara SiC ince tozunun dahil edilmesinin avantajları
1. Aşınma ve çizilme direncinde önemli ölçüde iyileşme: Saf PTFE yumuşaktır ve son derece düşük sertliğe sahiptir; bu da karşılıklı sürtünme ve sert cisimlerin çizilmesi nedeniyle aşınmaya ve kaplamadan ayrılmaya yatkın hale getirir. Mohs sertliği 9,2 olan SiC, beyaz korundum ve kuvarsın sertliğini çok aşarak kaplama içinde sağlam bir destekleyici iskelet oluşturur.
– Aynı çalışma koşulları altında, kaplama aşınması %70-85 oranında azalır ve kullanım ömrü 3-5 kat uzar;
– Metal parçalar, kum ve plastik kaydırıcılardan kaynaklanan uzun süreli karşılıklı sürtünmeye dayanıklıdır, bu da onu ağır hizmet tipi aşınmaya dayanıklı koşullar için uygun hale getirir.
2. PTFE’nin Doğal Eksikliklerinin Üstesinden Gelmek
1. Geliştirilmiş Isı İletkenliği ve Dağılımı, Isı Aşınmasını Önleme:
Saf PTFE son derece düşük ısı iletkenliğine (0,25 W/m·K) sahiptir ve sürtünme ısısı birikimi nedeniyle kolayca yumuşar ve bozulur; SiC ise mükemmel ısı iletkenliğine sahiptir, sürtünme ısısını hızla dağıtır, kaplamanın PV sınırını iyileştirir ve yüksek hızlı kayar contalar ve rulman kaplamaları için uygun hale getirir.
3. Azaltılmış Soğuk Akış ve Sürünme Direnci:
PTFE moleküler zincir kaymasını sınırlayan kaplama, yüksek sıcaklık ve basınç altında deformasyona, şişmeye ve yer değiştirmeye daha az eğilimlidir.
4. Geliştirilmiş Kaplama Yapışması ve Darbe Direnci:
Sert mikro tozlar, kaplama ile metal alt tabaka arasında fiziksel bir ankraj yapısı oluşturarak, kaplamanın yapışmasını iyileştirir ve darbelerden kaynaklanan soyulma ve çatlamayı azaltır.
5. Kimyasal Kararlılık: PTFE ile uyumlu olan
SiC, asitlere, alkalilere, çözücülere ve yüksek sıcaklıklara (ayrışma sıcaklığı > 1800℃) karşı dirençlidir ve PTFE’nin geniş sıcaklık aralığındaki korozyon direnciyle uyumludur; bu sayede asit, alkali, yağ ve kimyasal ortam koşullarında dolgu malzemesinin korozyon kaynaklı arızasını önler.
6. Sürtünme Sisteminin Sinerjik Etkisi:
PTFE, ultra düşük sürtünme katsayılı kendi kendine yağlama sağlarken, SiC aşınmaya dayanıklı bir iskelet oluşturur. Yumuşak ve sert kompozit, sürekli ve kararlı bir transfer filmi oluşturarak, temas eden parçalarda daha az aşınmaya ve ciddi aşındırıcı aşınma dalgalanmalarının olmamasına neden olur.
II. Proses Seçimi İçin Önemli Noktalar (Kaplamalar İçin)
1. Parçacık Boyutu Seçimi:
28 μm, 20 μm, 14 μm, 10 μm, 7 μm, 5 μm gibi ultra ince SiC tozlarına öncelik verin:
– İri taneli SiC (F serisi aşındırıcılar) kolayca pürüzlü kaplama yüzeylerine, temas eden parçalarda çiziklere ve püskürtme tabancasının tıkanmasına neden olur;
– Silisyum karbür W7-W28 parçacık boyutları 600-2500 mesh’e eşdeğerdir ve bu da PTFE’nin yüzey pürüzsüzlüğünden ödün vermeden ince ve pürüzsüz bir kaplama sağlar.
2. Önerilen Katkı Oranı (kütle kesri)
– Genel aşınmaya dayanıklı kaplama: %8–15, optimum genel performans ve en düşük aşınma oranını sağlar;
– Ağır hizmet tipi, yüksek aşınma direnci gerektiren uygulamalar için üst sınır %20’yi geçmemelidir;
%20’yi aşmak iki büyük soruna yol açacaktır:
1. PTFE içeriğinin azaltılması, yapışmazlık ve kendi kendini yağlama özelliklerinin önemli ölçüde kötüleşmesine yol açar;
2. Aşırı toz, dağılımı zorlaştırarak kaplamada çökelmeye, püskürtme düzgünlüğünün bozulmasına ve kaplamada iğne deliği oluşumuna ve kırılganlığa yol açar.
3. Dağılımın Anahtarı: Silan Bağlayıcı Madde Modifikasyonu
SiC tozu oldukça polar bir yüzeye sahiptir ve PTFE emülsiyonuna/silikon reçinesine doğrudan eklenmesi kolayca topaklanmaya ve çökelmeye yol açar; Yüzey modifikasyonu için KH550/KH560/KH570 silanlarının kullanılması, tozun organik reçineler ve PTFE ile uyumluluğunu artırarak süspansiyon stabilitesini önemli ölçüde iyileştirir.
III. Uygulama Senaryoları
1. Endüstriyel Aşınmaya Dayanıklı Kendinden Yağlamalı Kaplama:
Hidrolik valf sızdırmazlık yüzeyleri, kayar yataklar, dişli aşınmaya dayanıklı kaplamalar ve konveyör makaraları için yapışmaz aşınmaya dayanıklı katmanlar;
2. Kalıp Ayırıcı Aşınmaya Dayanıklı Kaplama:
Kauçuk ve plastik enjeksiyon kalıpları, döküm kalıpları; yapışmazlık özelliğini aşınma ve erozyon direnciyle birleştirir;
3. Mutfak Gereçleri için Yüksek Kaliteli Yapışmaz Kaplama:
Fırın tepsileri, ticari kızartma tavaları, metal spatulaların uzun süreli çizilmelerine karşı dayanıklı;
4. Korozyona ve Aşınmaya Dayanıklı Kompozit Kaplama:
Kimyasal ekipmanlar, karıştırma milleri, pompa astarları; ortam ve partikül erozyonuna karşı dayanıklıdır.
