苏州维本工程塑料核心牌号升级:新一代WintoneZ33NAT耐热蠕变(负载下在更高温度下的长期耐热耐疲劳能力)、更高扭力、耐腐蚀、耐磨静音齿轮专用料。
在电助力自行车轮毂电机和中置电机的塑胶行星齿轮、蜗轮蜗杆传动塑胶斜齿轮、隔膜泵偏心轮、滑动丝杆螺母等各类塑胶齿轮和耐磨功能件的应用上,苏州维本工程塑料WintoneZ33NAT耐热蠕变、耐磨静音齿轮专用料具备以下特性,可以帮助您拓宽传统的POM和尼龙齿轮等材料在塑胶齿轮减速齿轮箱应用时的边界,部分替代PA46和PEEK齿轮:
1、WintoneZ33NAT在WintoneZ33良好的耐热性的基础上,进一步提升了耐热蠕变性:WintoneZ33NAT的热变形温度比耐热级PA66(比如杜邦的103HSL和巴斯夫的A3W等)高50摄氏度,WintoneZ33NAT的热变形温度比POM(比如杜邦的POM100P、宝理的POMM90-44等)高30摄氏度。这意味着,从60摄氏度开始,POM齿轮和PA66齿轮扭力下降的问题,可以得到更好的解决。
2、WintoneZ33NAT保留了WintoneZ33优异的耐磨耐疲劳性、基于优异的吸振和自润滑性的静音性能、耐腐蚀性;
3、WintoneZ33NAT在WintoneZ33的基础上,进一步提升了强韧性(在Z33比尼龙66具备更高刚性和韧性的基础上,再进一步提高了强韧性)。这意味着,WintoneZ33NAT在降噪的同时,可以承载更高的齿轮传动扭力。
WintoneZ33NAT材料作为一款耐热蠕变、强韧耐磨型工程塑料,在齿轮应用上最显著的特点是:耐热蠕变、耐磨、静音、耐腐蚀、强韧且不受水份影响。可以帮助您解决以下问题:
1.POM和PA66齿轮噪音比较大,耐磨耐疲劳性不够的问题,POM齿轮易断齿的问题。
2.PA12和TPEE齿轮,太软扭矩太小,耐磨性不够,在60摄氏度以上时,扭力下降比较快。
3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够,POM齿轮和注塑功能件易磨损粉屑化的问题。
4.尼龙46齿轮的降噪性不够,齿轮的扭力和尺寸受水份影响比较大。
什么是工程塑料的耐热蠕变性?塑料的耐热蠕变性就是塑料在长期的温升和负载情况下,抗形变和保持包括力学性能在内的综合性能的能力。
在理解塑料的耐热蠕变性之前,我们不妨先来了解塑料的耐蠕变性。
工程塑料的蠕变性是什么?当塑料在外力或负载的长时间作用下,会产生塑性形变,当外力或负载撤掉后,塑性形变将成为一种回不去的变形,而塑性变形与弹性变形的区别如下:
弹性变形是指材料在外力作用下所发生的变形,在外力取掉后,变形就消失,而恢复到原来的形状与尺寸的那种变形。比如我们常见的有弹簧用力去拉,弹簧就会伸长,形状也产生变化,这时就产生变形,如果放松,弹簧就恢复原来的形状与大小,这种变形就是弹性变形。
塑性变形:材料在受外力作用下所引起的变形,在外力取掉后,不能恢复到原来的形状及尺寸,仍有一部分残余变形,这种变形称为塑性变形。弹性变形为可以恢复的变形,塑性变形为不可恢复的变形。
为什么,包括齿轮在内注塑功能件在选材时,需要注意材料的耐蠕变性能和耐热蠕变性能?因为,对于注塑功能件而言,如果产品需要承受长期的固定变形,应力松弛是一个非常重要的考虑因素。尤其是塑胶件,承受长期固定变形的塑胶件的应力松弛会随着时间的推移出现保持力或弹力降低的情况,造成产品失效。例如,塑料齿轮等。
一、蠕变(Creep)固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。许多材料(如金属、塑料、岩石和冰)在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变,材料在某瞬时的应力状态,一般不仅与该瞬时的变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关。许多工程问题都涉及蠕变。在维持恒定变形的材料中,应力会随时间的增长而减小,这种现象为应力松弛,它可理解为一种广义的蠕变。
简单来说,材料的蠕变就是材料在长时间的恒温、恒应力作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
发生蠕变变形而最终导致材料的断裂叫蠕变断裂。生活中一个比较常见的蠕变现象就是,我们将雨衣长时间挂在墙上,你最终会发现雨衣的长度会变长;自然界中岩石的变形、山体高度每年以一定的速率上升等都属于蠕变现象。
另外,我们知道温度对材料的力学性能影响很大,那么蠕变同样受温度的影响。所以材料也会存在着相应的蠕变温度。但是在应力作用下,蠕变现象可以发生在任意的温度。一般低温时,蠕变变形不明显,可以忽略。
二、蠕变的影响因素材料发生蠕变现象主要受下面五个方面的原因:
1.温度:温度越高,产生的蠕变变形就越大。
2.应力:应力可以是机械内应力,也包括外应力如重力、电场等,载荷越大,产生的蠕变变形就越大。
3.时间因素:蠕变速率与时间呈指数关系,随着时间延长,蠕变现象加剧,只要施加载荷的时间过久,就可能发生破坏和开裂。
4.材料:不同材料的蠕变性能差异很大,即使同一种材料受应力和温度的不同,蠕变曲线也会不同。
5.蠕变机制:有扩散和滑移两种。
三、蠕变的三个阶段蠕变可分为三个阶段,如下图。
(I)为减速蠕变阶段:蠕变速率随时间的增加而减小。随着材料的塑性变形会产生材料加工硬化,随之变形抗力增加,因此应变变化速率就减小。
(II)为恒速蠕变阶段:蠕变速率保持常值,通常此阶段的时间最长。随着加工硬化程度增加,材料又会出现软化和回复的特征,用于抵抗硬化,出现再结晶的过程,直至两者出现平衡,也就是应变速率恒定状态。
(Ⅲ)为加速蠕变阶段:蠕变速率随时间而增大,直至发生蠕变断裂。随着塑性变形的进一步扩大,材料会发生微孔或裂纹,缩颈现象产生,应变速率增加,直至断裂。
上图也同样给出了随时间变化,蠕变速率在三个阶段的曲线,可参考。
四、蠕变极限和持久强度蠕变极限是材料对高温蠕变变形的抗力。
分为两种情况:(1)在给定温度下,试样在蠕变恒速阶段产生规定稳态的蠕变速率时的最大应力;(2)在给定温度和时间的条件下,试样产生规定的蠕变应变的最大应力。
从而蠕变极限(单位为MPa)的表示方法也存在两种:
(1)
如:
(2)
如:
另外某些在高温下运行的零件,蠕变变形很小或对变形要求不严格,只要求零件在使用期内不发生断裂。在这种情况下,需要用持久强度来作为评价材料和设计零件的依据。
什么是持久强度?就是材料在一定的温度和规定时间内,不发生蠕变断裂的最大应力,也就是持久强度极限。持久强度极限表示的是材料的断裂抗力,与蠕变极限不同。
其表示方法为:
如:
在高负载和大幅温升同时发生、并且长时间持续发生的齿轮传动应用场景中,苏州维本工程塑料WintoneT31耐热蠕变、高扭力耐磨齿轮专用料,让您的塑胶齿轮从低温零下40摄氏度到高温125摄氏度,并且在长期持续的高负载情况下,WintoneT31塑胶齿轮的传动扭力和变形量,可以保持几乎不变。
在高耐磨行星减速齿轮箱塑胶行星齿轮和内齿圈、蜗轮蜗杆减速齿轮箱塑胶蜗轮和塑胶斜齿轮、电动推杆塑胶斜齿轮等各类减速齿轮箱塑胶齿轮的应用上,苏州维本工程塑料WintoneT31高耐磨、超高扭力、高度耐热蠕变性齿轮专用料,可以帮您解决传统的齿轮材料可能遇到的一些问题:
1.玻纤增强PA66工程塑料,在温度50摄氏度到150摄氏度的温度区间内,力学性能下降比较快,在齿轮传动升温受力时易塑性变形而失效的问题,玻纤增强尼龙66齿轮扭力不够和耐磨耐疲劳寿命不够的问题;
2.传统的POM齿轮和玻纤增强POM齿轮,耐热蠕变性较差的问题;
3.PPS高温塑料比较脆,易断齿,齿轮传动噪音比较大的问题。
4.PA46高温塑料的吸水率比较大,PA46齿轮的扭力和尺寸受水份影响比较大,玻纤增强PA46齿轮扭力不够的问题。
5.PEEK高温塑料对一些齿轮应用的成本压力比较高的问题。
T31高耐磨、超高扭力、高度耐热蠕变性齿轮专用料,在齿轮应用上的特点是:优异的耐磨和耐疲劳寿命、可承受超大扭力、从室温到高温150摄氏度的范围内齿轮扭力变化很小、优异的尺寸稳定性、低吸湿。
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