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聚醚醚酮树脂材料的密封件性能及应用

【来源/作者】北纳创联 【更新日期】2018-06-12

聚醚醚酮

<聚醚醚酮>

聚醚醚酮树脂PEEK是通过高温聚合的塑料,它的耐高低温效果可达到-60℃~+300℃随着工业的发展,工业设备更新换代速度惊人,这也要求与机械设备配套的零配件在质量及工艺上需要新的突破。

以如今的汽车发展趋势为例,在汽车零配件中使用的自动变速器传动扭矩已超过500Nm,卡车的传动扭矩达到惊人的2000Nm。由于对平稳变速及性能的要求变得越来越高,加之设计更为紧凑,要求零配件的质量更轻,从而对密封环的耐压和耐热性能提出了更高的要求。

通常,自动变速器的最高转速高达6500r/min,无级变速器的转速高达10000r/min,因此变速器内部的温度往往高达150℃,压力达到60bar(1bar=105pa),如此变化使得传统的灰口铸铁、聚四氟乙烯PTFE的应用性能达到极限聚醚醚酮聚合物制作的轴承、垫圈等活动部件用于诸如传动、刹车和空调系统等要求苛刻的汽车应用中。

泄露稳定性是汽车密封环节的一项重要指标,这是因为变速器在变速时的稳定性及其易控程度主要由泄露稳定性决定,通常密封环泄露稳定性的好坏取决于开口环材料的热膨胀系数和密封面的几何形状。由于高温热塑性塑料可以被注塑成各种形状的产品,因此可以得到高效的几何面形状。

在自动变速器中,如果采用由PEEK材料制造的密封件,其扭矩可达到500Nm。不仅如此,这些变速器还能在高速高温环境下长期工作;通常一个变速器中往往要使用多达个PEEK密封件,这款改良PEEK级别产品具有低膨胀、低磨损,高机械强度及良好的耐油性能等特点;同时其较小的比重可缩短密封环的激活时间,有利于平稳变速。

当采用PEEK材料时,可将密封环境设计成两级几何结构,再加上改材料较低的热膨胀系数,可将泄露降至很低的水平,正是基于上述原因,同时受到好成本的压力,很多汽车配件制造商已开始采用PEEK材料取代基于灰口铸铁、聚酰胺PA和聚四氟乙烯PTFE的传统解决方案。

一般情况下,要求动力辅助转向系统中所使用的密封圈必须具备高柔性,以避免在装配时密封环发生变形。非强化形PEEK材料的一个显著特点就是,在短暂峰值温度高达200℃及压力高达100bar时具有极高的耐蠕变、耐油和低摩损性能。可以起到静密封作用。当这种通过精密公差注射成型的密封环被安装在O形环上时,可以密封主要的缺口(间隙)尺寸。

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【关键词】聚醚醚酮 聚四氟乙烯 材料 标准物质 北京标准物质网 

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