Comment les plastiques s'usent contre les métaux

Test de composites thermoplastiques contre acier

Comment les plastiques s'usent-ils contre les métaux ? Des essais d'assemblage de composites thermoplastiques et de contre-faces en acier laminé à froid AINSI 1141 ont été effectués. Les facteurs d'usure des composites les plus élevés (usure la plus élevée) ont été obtenus avec la plage la plus lisse (8-12 µin.) de finitions de surface métalliques. Contrairement à ce que l'on pourrait attendre intuitivement, ce résultat est attribué au mécanisme de friction d'adhérence et de déformation des combinaisons métal/plastique. Les 12 à 16 µin. gamme a donné les facteurs d'usure les plus bas. Les 50 à 70 µin. la gamme de finition de surface produit généralement des facteurs d'usure intermédiaires pour la plupart des composites. Les formulations non renforcées étaient des exceptions.

Le polycarbonate lubrifié au PTFW et renforcé de fibres de verre a été le seul matériau à subir une augmentation de la rugosité de surface lorsqu'il a été testé contre une contre-face en acier. La rugosité de surface des autres composites plastiques a été réduite à seulement un huitième dans le même test. Dans tous les cas, la surface métallique est devenue plus rugueuse.

Comportement à l'usure

Le comportement à l'usure des composites thermoplastiques, en fonction de l'état de surface des contre-faces en acier inoxydable et en laiton, a été testé à seulement deux valeurs de rugosité du métal au lieu de trois. Comme prévu, les facteurs d'usure de tous les composites ont augmenté lorsque la rugosité de surface de la contre-face en acier inoxydable 304 d'accouplement a été augmentée de la plage de 8 à 16 µin. à celle de 50 à 70 µin. Les coefficients de frottement, cependant, avaient tendance à diminuer à mesure que la rugosité de la surface de la contre-face métallique d'accouplement augmentait.

Facteurs d'usure

Les facteurs d'usure des composites plastiques et les coefficients de frottement des paires d'usure étaient généralement plus élevés avec l'acier inoxydable 440 qu'avec la nuance 304. Le matériau 440 avait également un facteur d'usure plus élevé que le grade 304, probablement parce que le grade 304 durcit avec l'usure.

Facteurs d'usure du plastique contre 8 à 16 µin. les finitions de surface des soutiens-gorge sont essentiellement les mêmes que celles des aciers inoxydables. Cependant, les spécimens en laiton s'usent jusqu'à quatre-vingts fois plus vite que l'acier inoxydable lorsqu'ils sont associés à des composites renforcés de fibre de verre ou de fibre de carbone. Les composites de nylon 6/6 lubrifiés au PTFE et de nylon 6/6 renforcés de fibres d'aramide et lubrifiés au PTFE ont produit une usure extrêmement faible sur les échantillons de laiton. Cependant, la finition de surface finale de certains spécimens était jusqu'à quatre fois plus rugueuse que celle de l'acier inoxydable dans des paires d'usure analogues.

Par rapport aux autres finitions métalliques, celles des contre-faces en alliage d'aluminium 2024 se sont avérées avoir une plage de tolérances plus étroite et des facteurs d'usure acceptables pour les composites plastiques. L'usure la plus faible s'est produite avec les 12 à 16 µin. finition sur l'aluminium.

PTFE

Le nylon 6/6 non renforcé lubrifié au PTFE et le composite de nylon 6/6 lubrifié au PTFE et renforcé de fibres d'aramide ont fourni les taux d'usure les plus bas de toutes les paires d'accouplement impliquant un alliage d'aluminium. Cependant, les facteurs d'usure de tous les composites plastiques testés contre l'aluminium étaient supérieurs aux facteurs d'usure correspondants générés contre l'acier, l'acier inoxydable ou le laiton. Une usure excessive du système avec les contre-faces en bronze phosphoreux a été notée avec tous les composites thermoplastiques, à l'exception de ceux testés avec les deux mêmes formulations lubrifiées au PTFE.

Comportement à l'usure des composites à base de fluoropolymères

Les composites PTFE contenant des charges inorganiques telles que la poudre de graphite, la farine de coke et les fibres de verre broyées ont donné des facteurs d'usure et une usure de surface de contact plus élevés lorsqu'ils sont utilisés contre de l'aluminium que contre de l'acier. En revanche, les composites PTFE contenant du bronze et du MoS synergique_2, donnent des taux d'usure des composites et des métaux d'accouplement plus faibles contre l'aluminium que contre l'acier. Les composites PTFE contenant du PPS, du polyoxybenzoate et des charges organiques de polymère de renforcement aromatique (ARP) ont des taux d'oreille et une usure de surface de contact similaires lorsqu'ils sont utilisés contre de l'acier et de l'aluminium. Avec tous les composites fluoropolymères, les coefficients de frottement étaient plus élevés contre l'aluminium que contre l'acier.

Craftech Industries Inc. se spécialise dans les plastiques qui présentent d'excellentes propriétés de résistance à l'usure. Appelez-nous au 1 800 833 5130 pour obtenir de l'aide avec vos besoins en pièces de plastique.