Капролон: технические характеристики и применение в промышленности
Конструкционный полиамид, получаемый методом литьевого формования или экструзии из капролактама. Относится к группе полиамидов ПА-6 (PA 6). Материал характеризуется высокой механической прочностью, износостойкостью и способностью работать в условиях ударных нагрузок. В отличие от металлов, капролон не подвержен коррозии, имеет меньший вес и обеспечивает низкий коэффициент трения в узлах скольжения.
Основные физико-механические свойства
Предел прочности при растяжении составляет от 75 до 85 МПа, относительное удлинение при разрыве от 10 до 30%. Твёрдость по Бринеллю находится в диапазоне от 120 до 150 МПа. Температура эксплуатации без потери несущей способности от 40 до +80 C, кратковременно до +120 C. Водопоглощение за 24 часа не превышает 1,52,5%.
| Параметр | Значение | Метод испытания | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности при растяжении | от 75 до 85 | ISO 527 | МПа | сухой образец |
| Относительное удлинение | от 10 до 30 | ISO 527 | % | при разрыве |
| Твёрдость по Бринеллю | от 120 до 150 | ISO 2039-1 | МПа | шарик 5 мм |
| Температура эксплуатации | от 40 до +80 | C | длительно | |
| Водопоглощение | от 1,5 до 2,5 | ISO 62 | % | 24 ч в воде |
Разновидности и модификации
В зависимости от условий эксплуатации применяются следующие типы капролона:
- Капролон общего назначения базовый состав для деталей, работающих в сухих и слабоагрессивных средах.
- Маслонаполненный капролон содержит до 5% минерального масла, снижает коэффициент трения до 0,080,12, применяется в подшипниках скольжения.
- Капролон с графитовым наполнителем до 10% графита, обеспечивает антифрикционные свойства при высоких контактных нагрузках.
- Капролон с дисульфидом молибдена (MoS) для узлов трения в вакууме и при повышенных температурах.
- Стеклонаполненный капролон до 30% стекловолокна, увеличивает модуль упругости до 6000 МПа.
Области применения
Капролон востребован в машиностроении, горнодобывающей промышленности, пищевом оборудовании и транспортном машиностроении. Из него изготавливают:
- втулки и подшипники скольжения для конвейерных лент и рольгангов;
- направляющие и упоры в гидроцилиндрах и пневмоцилиндрах;
- звёздочки цепных передач и колёса тележек;
- шестерни и червячные колёса в редукторах с умеренными нагрузками;
- уплотнительные кольца и манжеты для насосов и компрессоров;
- детали дозирующих устройств в пищевой и химической промышленности.
Преимущества перед металлами
Замена стальных и бронзовых деталей на капролоновые позволяет снизить массу узла на 5070%. Материал не требует смазки в сухих парах трения, что упрощает обслуживание оборудования. Капролон устойчив к воздействию слабых кислот, щелочей, масел и органических растворителей. Вибропоглощающие свойства полиамида снижают уровень шума в механизмах на 510 дБ по сравнению с металлическими аналогами.
Ограничения при эксплуатации
При длительном контакте с водой или паром при температуре выше +60 C происходит гидролиз полимера, снижающий прочность. В условиях ультрафиолетового облучения без стабилизаторов материал деградирует. Капролон не рекомендуется применять в узлах с контактным давлением выше 15 МПа без наполнителей.
Вопросы и ответы
Какой капролон выбрать для подшипников скольжения?
Для подшипников скольжения оптимален маслонаполненный капролон или капролон с дисульфидом молибдена. Эти модификации обеспечивают коэффициент трения от 0,08 до 0,12 и работают без дополнительной смазки.
Можно ли использовать капролон в пищевом оборудовании?
Да, капролон общего назначения допускает контакт с пищевыми продуктами при условии отсутствия миграции мономера. Для сертифицированного контакта применяют специальные марки ПА-6 с гигиеническим заключением.
Чем отличается капролон от фторопласта?
Капролон имеет более высокую механическую прочность (7585 МПа против 2535 МПа у фторопласта) и твёрдость, но уступает фторопласту по химической стойкости к сильным кислотам и щелочам.
Как обрабатывается капролон?
Материал хорошо поддаётся механической обработке: точению, фрезерованию, сверлению. Рекомендуется использовать твёрдосплавный инструмент и охлаждение водой или эмульсией для предотвращения перегрева.