Капролон(полиамид-6, ПА-6)

Благодаря постоянному развитию науки, а именно синтезу новых полимеров, появляются высокотехнологичные материалы, которые нашли широкое применение во многих сферах промышленности. Сегодня некоторые полимеры не только успешно конкурируют с металлами и их сплавами, но и в отдельных случаях считаются по характеристикам лучше них.

Одним из наиболее распространенных новых высокотехнологичных материалов является капролон, свойства которого превосходят металл по многим показателям, включая прочность и коррозионную стойкость.

Внешний вид и основные характеристики

Капролон является полимерным материалом, который имеет белый с желтизной цвет, без запаха. Оттенок полимера может меняться за счет различных красителей или присадок, которые добавляются в него во время производства.

Одним из ключевых свойств полимера стала его прочность, которая не уступает стали, а так же широкий рабочий интервал температур от -40 до +80 градусов, благодаря чему он может использоваться в разных климатических зонах или в экстремальных условиях.

Наиболее часто капролон ассоциируется с заменителем металлов и сплавов в деталях, которые подвержены существенному износу за счет сил трения. Антифрикционные свойства материала позволяют использовать его в качестве прокладок и подшипников.

Он абсолютно водонепроницаем и обладает высоким уровнем коррозионной стойкости, может длительное время работать в различных агрессивных средах:

• морская вода,
• горючее (бензин, керосин, дизель),
• разбавленные кислоты и щелочные растворы,
• спирты.

Благодаря своим диэлектрическим свойствам, капролон успешно используется при изготовлении электродвигателей и изоляционных компонентов.

По весу полимер в 6 раз меньше чем сталь, что в значительной мере повысило его популярность. Конструкции с деталями из капролона вместо железа имеют облегченный вес, что в некоторых случаях является критичным показателем.

Материал подвержен всем видам механической обработке, благодаря чему есть возможность изготовить из него необходимую деталь с довольно высоким классом точности поверхности.

Технические характеристики и свойства капролона (полиамида ПА-6)

Капролон – достаточно новый конструкционный материал. В различных отраслях промышленности он используется всего около 30 лет (с 1980 года). Один из самых известных полиамидов, в других странах носит названия: поликапроамид, капрон, перлон, пласкон, амилан, силон, дедерон, капролан, найлон-6.

Цвет чистого капролона без добавок – от белого до кремового. Цвет ПА6-МДМ, ПА6-МГ – от серого до черного. Материал без запаха. Внешне похож на рогоподобное вещество. Ему присущи диэлектрические свойства.

ПА-6 не токсичный, поэтому может использоваться для производства деталей и элементов пищевой промышленности. Не оказывает вредного влияния на человеческий организм.

В процессе механической обработки ПА-6 на фрезерных, токарных станках и другом оборудовании, не образуется пыли (только достаточно крупную стружку), вредных веществ, не происходит разложение материала, а незначительный нагрев полуфабриката не оказывает вредного влияния на организм человека. Разлагается капролон только когда температура достигнет выше 300ºС. В результате происходит выделение аммиака, окиси углерода.

ПА-6 (полиамид-6) характеризуется высокой устойчивостью к коррозии, прекрасной износостойкостью, прочностью, антифрикционными свойствами. Не разрушается под воздействием кетонов, масел, эфиров, углеводородов, спиртов, щелочей, слабых растворов кислот. Растворяется в минеральных кислотах высокой концентрации, фенолах, фторированных спиртах, уксусной и муравьиной кислотах. Допускается использование изделий из капролона в контакте с водой для питья, пищевыми продуктами.

Изделия из капролона могут в течении нескольких лет находиться на открытом воздухе, под воздействием влаги, осадков, ультрафиолетового излучения и других агрессивных факторов, не потеряв при этом своих физико-химических, эксплуатационных технических характеристик.

Согласно техническим характеристикам, ПА-6 отличается способностью поглощать шум, динамические нагрузки, снижать вибрацию. Благодаря данному свойству материал нашел широкое применение при изготовлении шестерней, работающих бесшумно.

Полиамид-6 хорошо поддается фрезерованию, сверлению, точению, шлифованию, резанию, строганию на стандартных металлорежущих станках.

Плотность капролона – 1150 — 1160 кг/м³. Рабочая температура материала – от -40 до +70 °C. Электрическая прочность — 30—35 кВ/мм. Температура плавления — 220—225 °C. Упругость конструкционного пластика при сжатии — 2,0—4,0 ГПа, а удлинение при разрыве — 10 %. Коэффициент трения по стали составляет:

• без дополнительной смазки — 0,2—0,3,

• с водяной смазкой — 0,005—0,02,

• графитированного полиамида — 0,002—0,01.

Твердость капролона по Бринеллю – не меньше 130 HB.

Капролон часто заменяет в механизмах детали из стали или бронзы. Вес ПА-6 при этом в 6-7 раз меньше! Материал, в паре с любыми другими металлами и сплавами, отличается низким коэффициентом трения. Если сравнивать с бронзой или сталью, капролон в 1,5 раза увеличивает срок службы оборудования, детали из данного конструкционного материала в 2 раза уменьшают износ пар трения, полиамид-6 на 50% уменьшает стоимость на 50%, а трудоемкость изготовления деталей – на 35%. Кроме того, трущиеся элементы из полиамида обладают эффектом самосмазывания, т.е. могут прекрасно функционировать без дополнительной смазки узлов.

Итак, основные преимущества полиамида 6:

— устойчивость к коррозии, многим агрессивным средам,

— высокая химическая стойкость,

— уникальный эффект самосмазывания,

— способность поглощать вибрацию, звуки, динамические нагрузки,

— биологическая инертность,

— долговечность,

— высокая прочность,

— стойкость к истиранию,

— легко обрабатывается и др.

Цена изделий из капролона ниже, чем стоимость аналогичных изделий изготовленных из цветных металлов, а долговечность и износостойкость значительно превосходит. Детали из полиамида-6 эффективно заменяют аналогичные детали, изготовленные из баббита, стали, латуни, бронзы.

Технические параметры

Несмотря на относительную молодость материала и недавнее использование (не более 30 лет), его сферы применения расширяются, и растет его популярность во многом благодаря своим свойствам и характеристикам.

Капролон, технические характеристики:

• плотность (г/см3) от 1.135 до 1.16 в зависимости от марки и модификации,
• напряжение на разрыв (МПа) от 70 до 100,
• максимально допустимый диапазон температур при длительной работе составляет +110 градусов, а при кратковременной может достигать +150 градусов,
• подвержен плавлению при температуре 225 градусов.

Всего лишь малая часть технических параметров показывает высокую прочность и износостойкость капролона.

Области применения

Благодаря своим свойствам и техническим характеристикам, капролон успешно используется во многих отраслях промышленности. Наиболее распространен он в таких сферах:

• электротехника. Являясь диэлектриком, капролон считается прекрасным вариантом для изоляции силовых кабелей, из него изготавливают так же защитные кожухи электрооборудования, которое работает на открытом воздухе. Благодаря низкой гальваноэлектрической коррозии из этого полимера делают клеммы, катушки, переключатели и разъемы. Стойкость к щелочным растворам дает возможность использовать материал при контакте с различными электролитами,
• горнодобывающая промышленность, судостроение и машиностроение. Благодаря своему малому весу использование капролона позволяет в несколько раз облегчить конструкцию и существенно сократить расходы без потери качества за счет самой низкой себестоимости материала по сравнению с аналогичными полимерами. Из материала изготавливают подшипники скольжения, ступицы, манжеты, барабаны-измельчители горной породы и многое другое.

Капролон

29 июля 2020г. — 10:09 15178 просмотров

Основные свойства

Полиамид 6 блочный или ПА-6 блочный или простокапролон.

Это вещество класса полимеров, применяемое для производства, путем механической обработки, деталей, обладающих антифрикционными свойствами. Такие изделия из капролона, как, вкладыши подшипников, втулки, кольца, оси, клапана, фланцы, колеса, ролики, шестерни, червячные колеса, звездочки, шнеки, имеют наиболее широкое применение. Имея, отличную химическую устойчивость и не токсичность, широко применяется в аппаратах пищевой промышленности, и не имеет ограничений по контакту с пищей и водой для питья.

Такие свойства капролона, как высокая электроизоляционная и искрогасящая способность, и стойкость к гальваническому типу коррозии, позволяют применять его для электротехнических деталей – реле, катушек, переключателей, разъемов. Также, широкое применение полиамид 6 нашел для уплотнения стеклопакетов, благодаря чему возрастают их шум изоляционные свойства. Более выраженные антифрикционные свойства имеет графитонаплненный капролон, что делает его более предпочтительным для технических деталей, подвергающихся интенсивному воздействию сил трения.

Отличным свойством ПА-6, является его способность хорошо поддаваться обработке на всех станках – сверлению, точению, растачиванию, фрезерованию, шлифованию. Вместе с тем, капролон имеет высокие показатели износостойкости, особенно при работе в условиях среды с присутствием абразивных частиц. Детали, сделанные с применением капролона, хорошо справляются с ударной нагрузкой, они долговечны и обладают способностью в узлах трения, работать без смазки. Из химических свойств, следует отметить его повышенную стойкость к воздействию масел, углеводородов, кетонов, спиртов, эфиров, слабых кислот и щелочей.

Но, надо учитывать то, что ПА-6 подвергается растворению в концентрированных неорганических кислотах, в уксусной и муравьиной кислоте, в фенолах и крезолах, хлорированных и фторированных кетонах и спиртах. Тот факт, что капролон обладает отличными диэлектрическими свойствами и высокой тепловой и механической стойкостью, позволяет ему превосходить по этим параметрам изоляторы из поливинилхлорида, полистирола и других пластмасс. Более тридцати лет, капролон успешно применяется в энергетике, химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной промышленности, судостроении и машиностроении.

Физико-механические свойства капролона гост 15139-69, гост 11629-75, гост 11262-80

Коэффициент трения стали по капролону без воды — 0,2-0,3

С водой — 0,005-0,02

Капролон графитонаполненный — 0, 002-0,01

Способы обработки

Самый распространённый способ обработки капролона – это механический, на металлообрабатывающих станках. Из-за больших различий физико механических характеристик металлов и капролона, его обработка обладает рядом характерных отличий от обработки металлов. Имея низкую, по сравнению с металлами и сплавами прочность, капролон при обработке не должен, сильно зажиматься в патронах или тисках станков, во избежание деформации и разрушения заготовки.

При наружной обработке тонкостенных деталей, эту операцию надо проводить с использованием, разжимающих детали изнутри, оправок. Детали, которые будут использоваться для сильно нагруженных узлов, изготавливаются без острых углов, во избежание возникновения зон концентрации напряжений. Из-за маленькой температуры плавления и низкой теплопроводности капролона, необходимо тепловыделения, возникающие в зоне резания при обработке детали приводить к минимально возможным значениям.

Высокая температура, возникающая при не выполнении этого условия, приведет к деформации и разрушению заготовки, загрязнению режущих кромок, что скажется на точности изготовления, и браку поверхности изделий. Знание того, что неверная заточка режущих кромок, слишком большое давление и несоблюдение режимов резания, это основные причины брака,

поможет в дальнейшем, избежать проблем при механической обработке капролона. При обработке заготовок из капролона, в основном применяется режущий инструмент из быстрорежущей и углеродистой стали. Если постоянно приходится обрабатывать полиамидные заготовки, тогда предпочтительней инструмент с напайками из карбида вольфрама или с режущей кромкой с алмазными включениями, при высоких скоростях резания, они более стойкие к повышению температуры и износу.

При обработке капролона, армированного углеродными волокнами или стекловолокном, применение инструмента повышенной стойкости, обязательно. Полировка шлифовка заготовок, производится с небольшими усилиями надавливания. Рекомендуется для шлифовки использовать такой материал, как мел. Нужно так же учитывать то, что допуски для деталей из полиамида 6, надо давать значительно больше, чем допуски на такие же детали, изготовляемые из металла.

Это связанно с высоким коэффициентом тепловых расширений, последствием деформаций, из-за возникающих, в процессе обработки и после нее, внешних и внутренних напряжений. Чем больше сечение, обрабатываемых заготовок, тем больше значение возникающих внутренних напряжений.

Являясь, высокоэффективным, современным, многофункциональным материалом, капролон значительно легче и дешевле бронзы и стали, но, тем не менее, срок службы деталей изготовленных из капролона листового ТУ 6-05-988-87 и капролоновых стержней ТУ 6-06-142-90, в два раза больше, чем срок службы деталей из металла.

Если вы ищете в интернете возможность продать или купить капролан в виде материалов или готовых изделий, то на нашем сайте можно воспользоваться каталогом производителей. А также можете дать объявление, о покупке или продаже капролона и деталей из него, и на страницах нашего сайта, его увидят те, кто, как раз ищет, то, что вы предлагаете.

В нормальной обстановке, полиамид 6 не проявляет токсических свойств, и тем самым не представляет опасности для человека и окружающей среды. Если использовать оптимальные режимы механической обработки, то условий, при которых начнут, выделятся вредные вещества, не наступит. Только при нагреве свыше 290˚С капролан входит в стадию разложения с выделением аммиака, углекислого газа и окиси углерода. Следует знать о том, что в производственных помещениях допускается предельная концентрация окиси углерода и аммиака в пределах 20 мг/м3

Области применения

В основном, капролон используется, как материал антифрикционного и конструкционного назначения, во многих областях промышленности: металлургии, станкостроении, машиностроении, обувной, пищевой и даже в медицине.

Сравнение с аналогами

Количество различных полимеров, которые обладают высокой прочностью, износостойкостью и способны заменить металл много, и капролон лишь один из них. Наиболее часто встречается вопрос «капролон или фторопласт – что лучше?»

Однозначного ответа нет, так как оба материала, хоть и похожи, но все-таки имеют индивидуальные характеристики и особенности.

Если брать термостойкость, то фторопласт окажется лучше, так как может применяться при температуре до 200 градусов, тогда как капролон при таком режиме начнет оплавляться.

По стойкости к химической коррозии оба материала имеют примерно одинаковые показатели, с той лишь разницей, что фторопласт больше применяют в химически активных кислотных средах, а капролон в щелочных.

Если рассматривать массу, то капролон будет легче фторопласта, что дает более широкие возможности применения его в узкоспециализированных областях, где масса изделия играет большую роль.

По прочности на сжатие и коэффициент деформации на разрыв или удар – здесь капролон немного уступает фторопласту.

Несмотря на то, что срок службы у фторопласта выше, чем у капролона, и он признан более стойким и надежным материалом, капролон считается самым доступным по стоимости и детали из этого полимера обойдутся гораздо дешевле, чем аналогичные конструкции из фторопласта.