Что такое капролон

Капролон. Виды и применение. Свойства и особенности

Капролон – это полимер на основе капролактама, являющийся конструктивным материалом для изготовления трущихся деталей. Материал поддается обработке методом сверления, шлифовки, фрезерования, при этом режется сложнее, чем прочие полиамиды. Благодаря повышенной твердости и низкому коэффициенту трения является незаменимым для изготовления частей сложных механизмов, на которые оказывается интенсивная нагрузка.

Что такое капролон

Это полимерный материал, из которого изготавливаются различные детали механизмов чаще всего методом фрезеровки или токарной обработки. В чистом виде напоминает плотный пластик белого цвета, реже с желтоватым оттенком. Производители капролона могут включать в его состав красители, поэтому фактическая расцветка материала может быть какой угодно. Однако изделия в виде заготовок обычно светлые. Цветными являются готовые отлитые детали из капролона.

Несмотря на сходство с бытовыми пластиками, материал существенно превосходит их по прочности. Его можно сравнить со сталью, при этом полимер легче, он является устойчивым к коррозии. Аналогичные детали из стали тяжелее изделий из капролона в 6-7 раз. Кроме этого полимер легко переносит ударную нагрузку, то есть, изделия из него практически не трескаются.

Капролон на 50% дешевле металлов, которые им заменяются. За счет его использования можно снизить стоимость механизма, а также уменьшить его вес. Согласно статистическим данным, изготовление детали из капролона происходит быстрее на 35%, чем ее производство из металла. В связи с этим шестеренки и прочие детали механических узлов различного оборудования преимущественно изготавливаются из данного полимера. Примером является практически любая бытовая техника.

Материал имеет очень низкий коэффициент трения. Он в 2 раза ниже, чем у пары из стали. Его применение снижает интенсивность замены трущихся механизмов и шум от их работы. В связи с этим капролон является самым распространенным материалом для изготовления легких деталей в диапазоне эксплуатации до температуры +70°C.

Физико-механические свойства материала

Капролон различной модификации имеет отличительные физические качества. В среднем его показатели следующие:

• Плотность до 1160 кг/м³
• Температура плавления до +225°C.
• Рабочая температура использования в пределах -40…+70°C.
• Предел прочности при сжатии 90 МПа и выше.
• Растяжение при разрыве до 10%.

Форма выпуска

Бóльшая доля изделий из капролона представляют собой заготовки для дальнейшего изготовления деталей методом токарной обработки или фрезеровки. Такие заготовки выпускаются в следующих форматах:

• Листы.
• Стержни.
• Бруски.

Материал в листах преимущественно используется для изготовления колец, вкладышей. Его толщина составляет от 6 до 250 мм. Преимущественно размер листов составляет 1х1 м. Стержни из капролона могут иметь различный диаметр, но обычно не толще 150-300 мм. Максимальная их длина составляет 2000 мм. Бруски могут иметь различный размер, чаще всего их изначально делают под конкретные параметры для изготовления конкретной детали.

Химические предприятия, занимающиеся выпуском капролона, также реализуют его в виде порошка. Он используется для литья. Нужно отметить, что капролон подходит для вторичной переработки. Его можно переплавить. Для этого применяются изношенные детали, а также стружка, получаемая при фрезеровке и токарной обработке. При покупке заготовок из капролона оптимально использовать первичный материал, то есть полученный методом низкотемпературной анионной полимеризации капролактама. Он прочнее, чем вторичные изделия, образованные при переплавке.

Особенности обработки

Обработка капролона выполняется инструментами, предназначенными для работы со стальными заготовками. Материал можно сверлить, фрезеровать, резать и т.д. Оптимально при обработке капролона использовать инструмент из углеродистой стали, желательно с вольфрамовыми напайками.

При хранении капролона в холоде при отрицательной температуре длительное время обработку проводить нежелательно. Необходимо выдержать заготовку в теплом помещении не менее 5 суток. Именно столько нужно, чтобы она отогрелась и приобрела нормальную эластичность. В противном случае возможно образование микро сколов, а также ускоренное изнашивание инструмента.

Положительным моментом работы с капроном является отсутствие у него недостатков пластиков. При нагреве от трения обрабатывающим инструментом он не оплавляется, и не источает дым или едкий запах. Хотя температура плавления материала сравнительно все же низкая, но не настолько, чтобы достигнуть ее за счет трения.

Виды капролона

При производстве капролона могут применяться различные технологии, в зависимости от чего отличаются конечные технические качества материала. В связи с этим желательно различать его, чтобы использовать оптимальный вид капролона под конкретную задачу.

Существуют следующие его разновидности:

• Литьевой.
• Полученный методом экструзии.
• С добавлением твердой смазки.
• С включением полиэтилена.
• Со стекловолокном.
• Жаростойкий.
• Пищевой.

Самым распространенным является литьевой материал. Его производство менее затратное, так как не нуждается в использовании редкого дорогостоящего оборудования. Изделия с добавлением твердых смазочных материалов обладают высокой износоустойчивостью. Их используют для производства деталей промышленных машин. За счет смазки капролоновые поверхности меньше затираются и создают мало шума при трении. Чаще всего в состав включается графит, за счет чего капролоновая деталь не нуждается в дополнительной смазке. В момент начала трения на ее поверхности выступает графитовая пыль, которая замедляет износ поверхности.

Материал полученный методом экструзии не рассчитан на сильный нагрев. Детали из него используются только в пределах невысоких температур, обычно до +100°C. Для более сложных условий применяется жаростойкий капролон с пределом нагрева до +259°C.

Производители занимаются выпуском капролона различных марок, химический состав которых максимально адаптирован под конкретные условия применения.

Самыми распространенными являются 4 марки: А, Б, МГ и МДМ:

• Марка А – разработана для использования в авиастроении. Отличается небольшим весом и высокой прочностью. За счет этого из нее делают детали, на которые будет оказываться серьезная динамическая нагрузка.
• Б является менее технологичной. Она используется для производства деталей для станков, автотранспорта и различного оборудования. Капролон марки Б очень прочный, изделия из него долговечные. Почти все заготовки из этого полимера представленные на рынке относятся к марке Б.
• МГ является модифицированной графитом. За счет этого материал получает антифрикционные качества Он имеет самый низкий коэффициент трения, даже ниже, чем при использовании обычного капролона в сочетании с масляной смазкой. МГ более дорогая в плане производства марка, поэтому стоимость этого материала выше средней.

• МДМ модифицирована молибденом. За счет этого материал получил диэлектрические качества. Его используют для изготовления деталей механизмов эксплуатируемых в условиях высокой вероятности возгорания взрывоопасных газов и испарений. МДМ преимущественно применяется на газодобывающих и газоперерабатывающих предприятиях.

Ближайшие аналоги

Ближайшим аналогом капролона выступает фторопласт. Это очень похожие материалы, которые во многих случаях являются взаимозаменяемыми. Однако они имеют разные технические параметры. Для капролона характерна более высокая износоустойчивость. Его в разы сложение разрезать. Изделия из него служат дольше. Однако фторопласт не уступает капролону по популярности, так как имеет более широкий температурный диапазон использования. Его температура плавления 327°C, в то время как у капролона она составляет 220-225°C. Таким образом, доступного в свободной продаже полноценного аналога капролона не существует.

Сфера использования

Область применения капролона практически не ограничена. Это прочный материал с высокой химической устойчивостью. За счет этого капролон не разрушается в сложных условиях.

Детали из него можно встретить в оборудовании и механизмах разных направлений промышленности:

• Пищевой.
• Машиностроении.
• Авиастроении.
• Энергетике.

В первую очередь из капролона делают подшипники и прочие детали скольжения. За счет низкого коэффициента трения такие изделия отличаются малым износом, что минимизирует частоту обслуживания оборудования. Из капролона делают втулки, направляющие вкладыши. Преимущественно такие детали применяются в узлах трения с нагрузкой до 20 МПа. Это обеспечивает запас прочности в 2,5 раза.

Из капролона изготавливаются шкивы и блоки для поднятия тяжестей. Согласно действующим нормативам, допускается максимальная нагрузка на подобные изделия до 30 т. Плотность и износоустойчивость материала также позволяет делать из него звездочки, шестерни и различные детали червячного механизма.

Прочность и стойкость материала к резке позволяют его использовать и для изготовления менее технологичных предметов. К примеру, из капролона делают разделочные доски для мяса, используемые на больших предприятиях. Благодаря химической стойкости материала его широко применяют в кожевенном деле для изготовления механизмов, занятых выделкой и подготовкой кожи. Детали из него не растворяются от контакта с используемыми при этом реактивами.

Особенности материала

Капролон из полиамида 6 марки известен в таких сферах как:

• • производство кожаных изделий,
• • пищевая промышленность,
• • автомобильная промышленность.

В машиностроении этот материал применяют в процессе изготовления подшипников скольжения, шестерен, шкивов.

В странах бывшего СССР этот полиамид появился только в 80-х годах. Его ценят за высокую прочность, износостойкость. Ему не страшны высокие и низкие температурные режимы.

Стержни из капролона имеют малый вес, они достаточно легкие, но и очень прочные. Вес капролона в 6 раз меньше стали. Разный диаметр стержней позволяет изготавливать различные по размеру подшипники для транспорта. Они не подвергаются окислению, имеют высокую степень скольжения. Такие характеристики капролона являются решающими в процессе производства крылаток для насосов, лопастей, натяжных роликов и т.д.

В пищевой промышленности разделочная доска из капролона па 6 считается одной из самых долговечных, так как имеет высокую прочность, легкость и практичность по уходу.

Применение капролона

Благодаря своим свойствам, капролон популярен во многих отраслях. Но наибольшее применение капролон нашёл при изготовлении электротехники, в машиностроении, судостроении и горнодобывающей промышленности.

Являясь диэлектриком, капролон не проводит электрический ток через себя, что позволяет использовать его в качестве изолятора для различных защитных элементов в электрооборудовании. Имея низкую степень коррозии и неподверженность к химическим веществам, из капролона делают катушки и клеммы, разъёмы с переключателями и т. д.

Как было сказано выше, широкую популярность капролон завоевал и в машиностроительной отрасли. Имея существенно меньший вес, чем у металла, но не прочность, капролон позволяет заметно уменьшить общую массу конструкций, что очень важно в некоторых моментах для достижения нужных технических характеристик.

Здесь, ярким примером применения капролона, могут служить такие изделия из него, как ступицы, подшипники, барабаны и многое другое.

Область применения

Хорошие прочностные и диэлектрические характеристики, износостойкость и дешевизна делают материал востребованным во многих производствах. Наибольшее распространение получил он в следующих отраслях:

• Электротехника. Тут наиболее востребованы его диэлектрические свойства. Из полиамида изготавливают изоляционные оболочки кабелей и защитные кожухи электроприборов, работающих вне помещений. Устойчивость к воздействию химических веществ и разбавленных щелочей позволяет применять материал в контакте с электролитами.
• Судостроение и машиностроение. Благодаря низкой удельной плотности полиамид способен значительно облегчать конструкции и делать их более ремонтопригодными.
• Пищевое оборудование. Изготавливаются сепараторы, шнеки, втулки, ролики, разделочные доски и другие детали производственного цикла, непосредственно контактирующие с продуктами питания.

Детали из капролона в семь раз легче деталей из стали и бронзы и способны увеличивать сроки службы оборудования.

Материал «капролон» и его применение

Капролон нередко используется вместо металлов, при этом он в 6-7 раз легче стали, а это значит, что изделия из него отличаются очень малым весом при большой прочности. Как уже было сказано, капролон применяют при изготовлении подшипников. Последние стойки к коррозии, характеризуются износостойкостью, низким коэффициентом трения и эффектом самосмазывания. Помимо этого, капролон используется для изготовления шестерней, крылаток и лопастей насосов, различных корпусов, роликов конвейерных лент. Разделочные доски для мясной промышленности также нередко сделаны из капролона.

Это интересно.

Капролон вдвое снижает износ изделия за-за трения, повышая срок службы деталей в 1,5 раза. При этом трудоемкость процесса изготовления изделий из капролона на 35% меньше, а их стоимость – почти вполовину ниже по сравнению с аналогами из стали и бронзы.

Сравнительные характеристики капролона и его аналоги

Разнообразные добавки меняют характеристики капролона. Кроме того, следует учитывать тот факт, что капролон может быть изготовлен методами экструзии или литья, и это также сказывается на его свойствах.

• Полиамид 6, изготовленный методом экструзии, – прочный материал с высокой вязкостью и пониженной износостойкостью. Он широко известен под названием «капрон».
• Полиамид 6, изготовленный методом литья, – самый распространенный в России тип капролона. Он обладает антифрикционными свойствами и хорошо обрабатывается. Материал безвреден для человека и может использоваться в пищевой промышленности.
• Полиамид 6 литьевой c добавлением твердой смазки дает повышенные показатели скольжения, что позволяет использовать его при изготовлении различных деталей узлов, где необходимо применение постоянной смазки.
• Полиамид 6 литьевой, содержащий полиэтилен, обладает хорошими характеристиками скольжения – в 3 раза выше, чем у обычного капролона.
• Полиамид 6 экструзионный с добавлением стекловолокна – одна из самых жестких и прочных разновидностей капролона. Она применяется в изготовлении деталей, рассчитанных на большие нагрузки и высокие температуры.
• Полиамид 66 экструзионный ненаполненный используется в изготовлении деталей, которые должны выдерживать нагрев до 100 o С.
• Полиамид 66 экструзионный с добавлением 30% стекловолокна характеризуется жаростойкостью и низким влагопоглощением.
• Полиамиды 11 и 12 в основном используются в пищевой промышленности, так как обладают очень низкими водопоглощающими характеристиками.
• Полиамид 46 – самый жаростойкий вид капролона. Он плавится лишь при 259 o С.

Многих покупателей интересует вопрос: «Капролон или фторопласт – что лучше?». Фактически разница между этими материалами очень невелика. Однако капролон немного прочнее, его, в отличие от фторопласта, нельзя резать ножом.

Кстати…

В разных странах капролон выпускается под различными торговыми марками –зайтел, армамид, текаст, технамид, текамид.

Листовой капролон

Самый востребованный товар из этого материала. Это своего рода заготовка, полуфабрикат, который используется для создания разного рода деталей – вкладышей, втулок, колец, фланцев и других элементов. Материал, как правило, отгружается листами размером 1000×1000 мм и имеет толщину от 6 до 250 мм, хотя эти показатели могут варьироваться. Хранить его следует в помещениях с низкой влажностью.

При работе с материалом важно соблюдать технику безопасности. Капролон листовой –гладкий, упругий и скользкий, поэтому не рекомендуется наносить по незакрепленному листу удары молотком или кувалдой. Работать с этим материалом следует в перчатках: острые кромки могут порезать руки. Листовой капролон легко обрабатывается на металлообрабатывающих станках, но при работе с ним следует учитывать некоторые особенности. Так, при механической обработке необходимо обеспечить теплоотвод, так как капролон имеет относительно низкую температуру плавления. Во время сложной обработки материал может растрескиваться, поэтому процесс лучше разделить на несколько простых этапов. Важно также знать, в каких условиях листовой капролон хранился на складе перед продажей. Если он долгое время пробыл в очень холодном помещении, его требуется выдержать в теплом месте на протяжении приблизительно 5 суток.

Для работы с капролоном можно использовать инструменты из углеродистой стали. При длительной обработке лучше применять инструменты с наконечниками из карбида вольфрама или с алмазной режущей кромкой.

Цена на капролон

Капролон продается на вес, хотя стоимость одного килограмма во многом зависит от конфигурации изделия. Стоимость капролона колеблется от 250 до 400 рублей за килограмм. Как было сказано выше, этот материал поставляется в листах и плитах, но можно также купить капролон стержневой и капролон блочный, а также различные заготовки из этого материала.

Где купить капролон?

Компаний, торгующих капролоном и другими полимерными материалами, очень много, но обычно покупателей больше всего интересует вопрос, где купить капролон недорого, получив при этом не только качественный товар, но и хороший сервис.

Сделать это можно в компании «МетПромСтар», которая существует с 2005 года и активно сотрудничает с лучшими производителями России и зарубежных стран. «МетПромСтар» работает не только в Москве, но и в регионах – получить оплаченный заказ можно и на складе в столице, и на складах известных транспортных компаний в других областях страны. Отгрузочные терминалы находятся в Абакане, Архангельске, Астрахани, Барнауле, Белгороде, Брянске, Владимире, Волгограде, Воронеже, Екатеринбурге, Ижевске, Иркутске, Калуге, Краснодаре, Курске, Липецке, Мурманске, Новосибирске, Орле, Пензе, Пскове, Рязани, Самаре, Санкт-Петербурге, Саратове, Смоленске, Тамбове, Твери, Туле, Тюмени, Ульяновске, Уфе, Хабаровске, Челябинске, Ярославле и многих других городах. Логистические схемы давно отработаны, и покупатель получит свой товар точно в срок.

«МетПромСтар» предлагает каждому клиенту индивидуальный подход, разрабатывает гибкие схемы оплаты и скидок и учитывает все пожелания заказчиков. Сотрудники компании всегда готовы помочь в выборе нужного товара и дать ответ на любой вопрос. Удобство, умеренные цены и широкий ассортимент качественной продукции высоко оценили многие крупные партнеры компании, среди которых немало предприятий федерального значения, заводов, торговых сетей и холдингов. В списке постоянных клиентов – «Аэрофлот», «КиН», «Промсвязьбанк», «Российские космические системы» и многие другие.

Область применения

Обладая замечательными свойствами и техническими характеристиками, капролон с успехом применяют в разных отраслях промышленности. Наиболее востребован он в следующих сферах:

• Электротехника. Обладая диэлектрическими свойствами, этот материал замечательно подходит для изоляции силовых кабелей. Также из него изготавливают защитные кожухи для электрооборудования, работающего на открытом воздухе. Кроме того, благодаря тому, что этот полимер подвергается низкой гальваноэлектрической коррозии, из него изготавливают катушки, разъемы, клеммы и переключатели. Высокая стойкость к щелочным растворам позволяет использовать этот материал при контакте с разнообразными электролитами.
• Машиностроение, судостроение, горнодобывающая промышленность. Из-за своего небольшого веса использование полимера способствует облегчению конструкции в несколько раз и значительно сокращает расходы без потери качества за счет того, что материал имеет самую низкую себестоимость по сравнению с аналогичными полимерами. Из капролона изготавливают ступицы, барабаны-измельчители горной породы, манжеты, подшипники скольжения и т. д.

Что такое полимеры

К полимерам относится не только капролон, но и ряд других известных материалов. Это фторопласт, полиуретан листовой и полиэтилен. Все полимеры появились в результате усовершенствования пластических масс. Это понадобилось во многих сферах – судостроении, машиностроении, чтобы заменить тяжелые и массивные детали на более легкие аналоги. А когда было замечено, что полимерные материалы показывают себя в работе даже лучше, чем металл, на них и вовсе массово перешли.

Как образуются полимеры. Пластмасса, в своем составе, обязательно должна иметь связующую часть, которая бы смогла объединить все компоненты между собой. Полимер, являясь частью пластической массы, выступает этим соединительным звеном. Некоторые материалы имеют в составе около 50-70% полимера. Но существуют и мономатериалы, которые полностью состоят из одного полимера: полиэтилен листовой, полистирол, полиамид.

Полимер, как и любой другой материал, состоит из молекул. Однако он устроен таким образом, что одна большая молекула вещества содержит миллионы меньших молекул. Все они имеют крепкую химическую связь между собой. Пластмассу относят к органическим веществам, поскольку она мономерная, образованная углеродом. Полимеры, в свою очередь, содержат в своем составе смолы и синтетические смолообразные массы, которые получают при помощи газа. Любая синтетическая смола получается благодаря процессу полимеризации и поликонденсации.

Полимеризация – процесс получения полимеров без производства побочных продуктов с использованием всех атомов мономера.

Таким способом образуется смолы:

Поликонденсация – процесс соединения нескольких мономеров, в результате взаимодействия которых, отщепляются побочные продукты реакции – вода, спирт, водород. Фенолформальдегид производится именно таким способом.

Однако химики нашли способов, чтобы создать усовершенствованные полимеры. Проведя серию исследований, они изобрели новый метод – сополимеризацию. Итог эксперимента позволил создать высокомолекулярные образцы, которые удалось наделить заданными свойствами. Соединяя между собой жесткие, но хрупкие материалы с мягкими и эластичными, создаются ударопрочные пластикаты.

Технические характеристики

Свойства	Показатель, ед. изм.
Разрушающее напряжение при изгибе	не менее 800 кг. с/см2
Разрушающее напряжение при растяжении	не менее 800 кг. с/см2
Разрушающее напряжение при сжатии	не менее 1000 кг. с/см2
Ударная вязкость	не менее 140 кг. с/см2
Твердость по методу вдавливания шарика	не менее 17 кг. с/мм2
Допустимая удельная нагрузка	не более 50 кг. с/см2
Коэффициент трения по бронзе при смазке водой	0,05 — 0,08
Оптимальная рабочая температура, °С	-40° С + 80°С
Допустимая рабочая тем-ра: при длительной работе	+110°С
При кратковременной работе	+150°С
Температура плавления	220-225°С
Плотность	1,15-1,16 г/см3
Модуль упругости при растяжении	2000-2300 МПа
Модуль упругости при сжатии	3500-4000 МПа
Предел прочности при сжатии	не менее 90 МПа
Предел прочности при изгибе	не менее 80 МПа
Твердость по Бринелю	130-140 кг·с/см2
Напряженность работы РхV	15 МПа·м/с
Морозостойкость	-50°С
Теплостойкость по Мартенсу

Сравнение с аналогами

Количество различных полимеров, которые обладают высокой прочностью, износостойкостью и способны заменить металл много, и капролон лишь один из них. Наиболее часто встречается вопрос «капролон или фторопласт – что лучше?»

Однозначного ответа нет, так как оба материала, хоть и похожи, но все-таки имеют индивидуальные характеристики и особенности.

Если брать термостойкость, то фторопласт окажется лучше, так как может применяться при температуре до 200 градусов, тогда как капролон при таком режиме начнет оплавляться.

По стойкости к химической коррозии оба материала имеют примерно одинаковые показатели, с той лишь разницей, что фторопласт больше применяют в химически активных кислотных средах, а капролон в щелочных.

Если рассматривать массу, то капролон будет легче фторопласта, что дает более широкие возможности применения его в узкоспециализированных областях, где масса изделия играет большую роль.

По прочности на сжатие и коэффициент деформации на разрыв или удар – здесь капролон немного уступает фторопласту.

Несмотря на то, что срок службы у фторопласта выше, чем у капролона, и он признан более стойким и надежным материалом, капролон считается самым доступным по стоимости и детали из этого полимера обойдутся гораздо дешевле, чем аналогичные конструкции из фторопласта.