Dữ liệu vật liệu PEEK, và ý nghĩa thật của từng con số
Mọi datasheet đều cho bạn giá trị. Bảng này cho bạn hệ quả: dòng đó đổi điều gì trên chi tiết mà bạn phải chỉ định, báo giá hoặc đi kiểm.
Cách đọc bảng này
Giá trị là số điển hình đã công bố, lấy từ datasheet của hãng cho phôi grade gia công ở 23 °C nếu dòng đó không ghi khác. Chúng là khoảng vì grade khác nhau giữa các hãng và vì chi tiết gia công không phải mẫu thử ép khuôn. Hãy dùng để chọn sơ bộ grade và để soát lại một báo giá. Với giá trị dùng để tính toán thiết kế, hãy lấy từ datasheet của đúng grade và đúng lô bạn sẽ mua. Nguồn số liệu và cách sửa sai nằm ở nguyên tắc biên tập.
Không gia cường
Loại dai. Hơi nước, chu kỳ autoclave, hóa chất, va đập. Dịch theo nhiệt độ nhiều nhất.
GF30
30% sợi thủy tinh. Cứng và chống creep khi nóng, vẫn cách điện, mài mòn trục chạy cùng.
CF30
30% sợi carbon. Cứng nhất, ổn định kích thước nhất, dẫn nhiệt, thoát tĩnh điện, không cách điện được.
Bearing
Sợi carbon kèm PTFE và graphite. Ma sát thấp nhất, chịu mài mòn khô tốt nhất, yếu nhất trong bốn loại.
Cơ tính
| Thông số | Đơn vị | Không gia cường | GF30 | CF30 | Bearing |
|---|---|---|---|---|---|
| Khối lượng riêngQuyết định khối lượng chi tiết và giá phôi, vì phôi bán theo kilo. | g/cm³ | 1.30 - 1.32 | 1.49 - 1.51 | 1.40 - 1.44 | 1.44 - 1.46 |
| Độ bền kéoTải trước khi chảy. Grade gia cường thắng ở đây, và thua ở độ dai. | MPa | 90 - 100 | 150 - 170 | 130 - 140 | 90 - 110 |
| Modul kéoChi tiết võng bao nhiêu. PEEK không gia cường cứng khoảng 1/50 thép, đây là con số mà thiết kế chuyển từ kim loại hay tính sai. | GPa | 3.5 - 4.0 | 9 - 11 | 12 - 14 | 7 - 9 |
| Độ giãn dài khi đứtCảnh báo cho snap fit và va đập. Grade gia cường ở mức 2% sẽ nứt ở chỗ loại không gia cường chỉ cong. | % | 20 - 45 | 2 - 3 | 1.5 - 2.5 | 2 - 4 |
| Va đập Izod có khíaSống sót sau khi rơi hoặc va. Hỗn hợp bearing giòn nhất trong họ. | kJ/m² | 5 - 8 | 7 - 9 | 4 - 6 | 3 - 5 |
| Hệ số ma sát, chạy khô với thépDòng duy nhất quyết định một cái bạc. Sợi thủy tinh là lựa chọn tệ nhất khi chạy với trục kim loại. | µ | 0.30 - 0.40 | 0.35 - 0.45 | 0.20 - 0.30 | 0.10 - 0.20 |
Nhiệt
| Thông số | Đơn vị | Không gia cường | GF30 | CF30 | Bearing |
|---|---|---|---|---|---|
| Nhiệt độ hóa thủy tinh TgCon số cần thiết kế quanh nó. Trên mức này vật liệu mềm đi, giãn nở tăng vọt và creep thành giới hạn thay cho độ bền. | °C | 143 | 143 | 143 | 143 |
| Nhiệt độ nóng chảyCao hơn nhiều so với nhiệt độ ủ, nên khử ứng suất không làm biến dạng chi tiết. | °C | 343 | 343 | 343 | 343 |
| Nhiệt độ làm việc liên tụcLiên tục, không tải. Đây không phải nhiệt độ mà độ bền trên datasheet vẫn còn đúng. | °C | 250 | 250 - 260 | 250 - 260 | 250 |
| Nhiệt độ biến dạng nhiệtKhoảng cách thật giữa loại không gia cường và loại gia cường. Chi tiết chịu tải khi nóng là việc của grade gia cường. | °C at 1.8 MPa | 150 - 160 | 310 - 320 | 310 - 320 | 260 - 290 |
| Giãn nở nhiệt, dưới TgThép khoảng 12 và nhôm khoảng 23. Chỉ một dòng này giải thích phần lớn mối lắp bị bó khi nóng. | µm/m·K | 45 - 50 | 20 - 24 | 14 - 18 | 18 - 24 |
| Giãn nở nhiệt, trên TgVới PEEK không gia cường thì tăng khoảng ba lần. Mối lắp phải giữ trên 143 °C cần grade gia cường hoặc khe hở nguội có chủ đích. | µm/m·K | 110 - 140 | 30 - 50 | 25 - 40 | 35 - 55 |
| Dẫn nhiệtLoại không gia cường bằng khoảng 1/500 nhôm. Đó là lý do PEEK giữ nhiệt gia công và grade sợi carbon giữ tolerance chặt hơn. | W/m·K | 0.25 | 0.40 - 0.45 | 0.85 - 0.95 | 0.6 - 0.9 |
Điện và môi trường
| Thông số | Đơn vị | Không gia cường | GF30 | CF30 | Bearing |
|---|---|---|---|---|---|
| Điện trở khốiQuyết định grade cho chi tiết cách điện và cho thoát tĩnh điện, gói trong một dòng. Grade sợi carbon không cách điện được. | Ω·cm | > 10¹⁵ | > 10¹⁵ | 10³ - 10⁶ | 10³ - 10⁶ |
| Độ bền điệnHãy xin giá trị ở đúng bề dày của bạn, nó giảm khi tiết diện dày lên. | kV/mm | 19 - 23 | 16 - 20 | - | - |
| Chống cháyĐiển hình ở bề dày thông thường. Mức này phụ thuộc bề dày nên hãy nêu kèm tiết diện. | rating | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
| Chỉ số oxy giới hạnLý do PEEK xuất hiện trong đường sắt, hàng không và thiết bị kín. | % | 35 | 38 - 45 | 38 - 45 | 38 - 45 |
| Hút nướcĐủ thấp để chi tiết giữ kích thước trong không khí ẩm, khác nylon. Bão hòa khoảng 0.5% với loại không gia cường. | % at 24 h | 0.1 | 0.06 - 0.1 | 0.06 - 0.1 | 0.06 - 0.1 |
Ý nghĩa trong xưởng
| Thông số | Đơn vị | Không gia cường | GF30 | CF30 | Bearing |
|---|---|---|---|---|---|
| Tolerance xưởng nhận báo giáVới feature nhỏ đã ủ. Feature dài và thành mỏng chuyển về mức rộng hơn. | mm | ±0.05 | ±0.05 | ±0.025 | ±0.05 |
| Độ nhám bề mặtGrade gia cường lộ đầu sợi trên bề mặt, nên mặt làm kín thường muốn loại không gia cường. | Ra µm | 0.4 - 0.8 | 0.8 - 1.6 | 0.8 - 1.6 | 0.8 - 1.6 |
| Mài mòn dao, so với loại không gia cườngĐược tính vào báo giá. Hàng gia cường sợi kéo theo dao mới và thường là một bộ dao riêng. | - | 1x | 3x | 3x | 2x |
| Cần khử ứng suất với thành mỏng và lỗ chặtPhá thô, ủ, gia công tinh. Dưới khoảng 3 mm bề dày thành hoặc chặt hơn ±0.05 mm thì coi như có trong báo giá. | - | yes | yes | yes | yes |
Chọn grade từ các dòng bên trên
Bốn câu hỏi giải quyết gần như mọi trường hợp, theo thứ tự này.
Xưởng giữ được gì khi feature sâu dần
Năm quy tắc rút ra từ bảng này
Các dòng bên trên đáng giá hơn khi được dùng như quyết định thay vì như dữ liệu.
- Độ cứng, không phải độ bềnPEEK không gia cường bền so với nhựa và chỉ cứng bằng khoảng 1/50 thép. Bê nguyên tiết diện kim loại sang sẽ bị võng.
- Tg 143 °C mới là trần thậtMức 250 °C là khi không tải. Trên Tg, giãn nở tăng gấp ba và creep quyết định chi tiết.
- Giãn nở phá mối lắp, không phải độ bềnPEEK dịch gấp khoảng bốn lần thép trên mỗi độ. Hãy tính mối lắp ở nhiệt độ làm việc, cả hai chiều.
- Sợi carbon dẫn điệnCF30 là câu trả lời cho thoát tĩnh điện và là câu trả lời sai cho chi tiết cách điện. Xem dòng điện trở trước các dòng cơ tính.
- Grade gia cường tốn tiền hai lầnMột lần ở giá phôi, một lần ở tuổi dao. Nếu phần gia cường không làm gì cho chi tiết, loại không gia cường tiết kiệm ở cả hai chỗ.
Đưa các con số vào việc
Hai công cụ dùng chính các dòng bên trên: giãn nở và mối lắp theo nhiệt độ, và chu kỳ ủ theo bề dày thành. Cả hai chạy ngay trên máy bạn và không gửi gì đi đâu.