工艺师订购双组分聚氨酯并面临选择:购买桶装组分自行浇注,还是获得按尺寸制造的成品零件。在没有剂量控制、脱气和温度控制的情况下自行浇注会产生空洞和不稳定的硬度,节点之后同样会失效。TIMOL的浇注型聚氨酯消除了这个问题:客户获得具有设定硬度和使用寿命的整体零件。我们分析双组分系统的构成,它在数字上给出什么性能,以及如何在乌克兰按自己的图纸订购制造。
什么是双组分聚氨酯及其浇注过程
双组分聚氨酯是由两种液态组分——聚合物基体和固化剂——按精确比例混合并浇入模具的系统。反应过程中,料液聚合并变成具有设定结构的整体弹性体。正是两种组分的受控反应允许在浇注前就精确设定成品零件的硬度、弹性和耐磨性。
工厂采用自由浇注工艺工作。组分被计量、脱气并浇入开放或封闭模具而无需高压,之后聚合在受控温度下进行。这种方法不需要昂贵的压制工装,因此适用于按图纸制造的单件零件和批量生产。几何形状、壁厚和表面轮廓由模具本身确定。
双组分零件的质量由过程规范决定,而不仅仅是配方。组分必须按温度保存,按质量精确计量并在浇注前脱气,否则零件体内留有气孔,硬度批批波动。这就是为什么在没有相应设备的情况下自行浇注给出不可预期的结果,而有每阶段控制的工厂浇注确保整个零件的稳定特性。
单独的场景是在金属基体上浇注聚氨酯。轴、辊或滚筒被清洁、脱脂并涂底漆,然后将聚氨酯层直接浇注在金属上。结果是内衬制件,其中金属承受负荷,聚氨酯承担磨损和冲击。双组分系统在这里特别方便,因为与金属的附着力在聚合前就由组分本身和底漆确定。采用此方法浇注的典型产品汇集在聚氨酯产品目录中。
双组分浇注型聚氨酯的性能
双组分系统的主要优势在于零件性能通过配方规定,而非随机获得。通过调节成分,获得从软质弹性到硬质结构的材料,同时在整个范围内保持高耐磨性和化学稳定性。
硬度在50 Shore A到70 Shore D范围内设定。软质牌号用于减振器、密封件、压紧辊和缓冲器,硬质牌号用于衬套、齿轮、刮板和耐磨导轨。按DIN 53516磨耗,浇注型聚氨酯损失38-39 mm³,而SBR橡胶达100-200 mm³。实际上,这给出在相同工作条件下约比普通橡胶高2-5倍的使用寿命。
-60至+100 °C的工作范围覆盖大多数工业条件。材料耐油脂、石油产品、稀酸和碱,不吸水,不腐蚀。39-87 MPa的抗拉强度超过大多数橡胶,34-61%的回弹弹性允许零件在每次加载循环后恢复形状。材料物理特性的详细信息见参考信息部分。
工艺师的实际结论很简单:双组分系统为具体任务提供一个零件,而不是在几种现成牌号之间妥协。针对冲击负荷的减振器选用高回弹弹性的软质配方,针对磨料刮板选用最小磨耗的硬质配方,针对油性介质中的密封件选用耐石油产品的配方。所有这些都来自同一种浇注工艺,只需改变成分和硬度,因此不必为每个节点库存各种不同的材料。
双组分聚氨酯vs橡胶、金属和塑料
直接对比显示双组分浇注型聚氨酯为何取代橡胶、金属和硬质塑料。表格汇总了同一节点中竞争材料的标准测试参考特性。
| 材料 | DIN 53516磨耗 mm³ | 工作温度 °C | 硬度 | 抗拉强度 MPa | 密度 g/cm³ |
|---|---|---|---|---|---|
| TIMOL聚氨酯 | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 1.05-1.25 |
| SBR橡胶 | 100-200 | -40…+80 | 40A-80A | 8-20 | 0.94-1.1 |
| NBR橡胶 | 80-150 | -30…+100 | 40A-90A | 10-25 | 1.0-1.3 |
| 卡普隆 PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D-85D | 60-85 | 1.13-1.15 |
| 结构钢 | 不适用 | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | 7.7-7.9 |
聚氨酯在弹性体中磨耗最低,同时重量轻:密度1.05-1.25 g/cm³ vs 钢铁的7.7-7.9,即零件轻6-7倍。卡普隆磨耗接近,但弹性小,因此在聚氨酯恢复形状的冲击下开裂。橡胶有弹性,但磨损数倍更快,抗拉强度更低。双组分系统允许直接为具体节点在这些极端之间设定所需的点。
工程师建议:不要仅凭”软”或”硬”的说法订购零件,要注明工作条件。对于冲击负荷,高回弹弹性的略软牌号更好;对于磨料滑动,最小磨耗的硬质牌号更好。还要记住厚度:内衬时,薄层在锐利磨料上更快穿透,因此在重条件下要留有厚度余量,而不只是增加硬度。
双组分零件的安装和维护
成品浇注零件在大多数节点中无需改造设备即可安装。整体衬套和辊按标准配合安装在轴上,内衬层直接在原轴上工作,密封件和垫片装入现有槽和法兰。这降低了过渡到聚氨酯的成本,因为节点改造通常比零件本身更贵。
维护仅限于清除粘附物和控制磨损。聚氨酯不吸水,不腐蚀,不惧真菌,因此在车间中不需要特别护理。当内衬制件的工作层磨损时,不丢弃金属基体:取下旧聚氨酯,重新为附着力准备表面并浇注新层。金属继续使用,费用降至聚合物和人工费用。正是这种可修复性使双组分浇注零件在长期使用中更经济合算。
在乌克兰购买双组分聚氨酯的渠道
可以在第聂伯的TIMOL工厂以成品零件的形式订购双组分浇注型聚氨酯。只有在有自己的计量和脱气设备时,单独购买组分并自行浇注才有意义,否则硬度波动,零件体内留有空洞。按尺寸制造的成品件消除了这些风险,立即给出可预期的使用寿命。
工厂按图纸、草图或磨损样品制造零件,既接受单件订单也接受批量订单。自由浇注工艺不需要昂贵的工装,因此非标准尺寸不成问题。发货覆盖全乌克兰,第聂伯作为大型运输枢纽简化了物流。
计算报价请提供尺寸、所需硬度和节点工作条件描述。工程师选配配方,评估使用寿命,并提出最优浇注或内衬方案。咨询和订购请通过TIMOL工厂联系方式联系。
