为了制造零件,最常见的聚四氟乙烯(PTFE)牌号是纯料(未填充)PTFE和各种填充牌号。玻璃、碳和青铜等填充剂被添加到PTFE基材中,以增强特定的机械性能,如压缩强度、耐磨性和尺寸稳定性,这些性能在纯PTFE中本身是有限的。
选择PTFE牌号的核心决策是平衡纯料PTFE卓越的化学、热和电性能与填充牌号提供的优越机械强度和耐磨性。您选择的填充剂完全取决于您应用的机械需求。
基础:纯料(未填充)PTFE
纯料PTFE是纯净、未掺杂的聚四氟乙烯。它是所有其他牌号的基础。
主要特性
纯料PTFE因其几乎普遍的化学惰性、极低的摩擦系数以及在高温和低温下的优异性能而备受推崇。它也是一种极好的电绝缘体。
常见应用
其纯度使其非常适合医疗、食品饮料和半导体行业的应用。它常用于密封件、垫片、填料和衬套,在这些应用中,耐化学性比机械载荷更重要。

增强机械性能:常见的PTFE填充剂
虽然纯料PTFE具有卓越的性能,但它机械上较软,在载荷下会变形(这种现象称为“蠕变”)。添加填充剂可以制造复合材料,克服这些限制。
玻纤填充PTFE
这是最常见且最具成本效益的填充牌号之一。它通常含有15%到25%的玻璃纤维。
添加玻璃纤维显著增加了压缩强度和刚度。与纯料PTFE相比,它还显著提高了耐磨性。
它是一种用于普通密封件、衬套和需要更高机械强度和尺寸稳定性的部件的“主力”材料,尤其是在数控加工中。
碳纤维填充PTFE
碳,通常以粉末或纤维形式存在,被添加以增强机械和热性能。常见的混合物是35%的碳纤维。
这种牌号提供优异的压缩强度、硬度和耐磨性。它还提供良好的导热性,有助于在高速应用中散热。
碳纤维填充PTFE常用于高性能轴承、活塞环和动态应用中的密封件,尤其是在仍需要化学兼容性的情况下。
青铜填充PTFE
青铜粉末与PTFE混合,形成一种具有高压缩强度和优异耐磨特性的材料。
这种牌号具有最高的耐磨性之一,并且能够承受高载荷。它还具有比大多数其他牌号更好的导热性。
其强度使其非常适合轴承、衬套和液压系统组件。然而,在酸和碱的存在下,其耐化学性受到限制。
石墨填充PTFE
石墨是一种自润滑填充剂,可增强PTFE本身已很低的摩擦力。它通常与其他填充剂(如碳)结合使用。
主要优点是进一步降低了摩擦系数,并改善了耐磨性能,尤其是在干运行应用中。
这种牌号非常适用于非润滑轴承、密封件和衬套,在这些应用中,最大限度地减少摩擦和磨损是首要任务。
了解权衡
选择填充PTFE牌号始终是平衡相互竞争的要求。添加填充剂以改善一种性能几乎总是会损害另一种性能。
耐化学性与强度
主要的权衡是耐化学性与机械强度。虽然所有PTFE牌号都具有良好的耐化学性,但纯料PTFE更优越。填充剂可能会被某些纯PTFE能够抵抗的化学物质侵蚀。
耐磨性与配合表面
像玻璃纤维这样的填充剂显著提高了PTFE零件本身的耐磨性,但对配合表面(尤其是较软的金属)可能具有磨蚀性。像石墨这样的较软填充剂则温和得多。
电绝缘性与导热性
纯料PTFE是一种优异的电绝缘体。添加碳或青铜等导电填充剂会显著降低其绝缘性能,但会提高其散热能力。这对于电气应用与高速机械应用来说是一个关键的考虑因素。
为您的目标做出正确选择
您应用的主要要求应指导您的材料选择。
- 如果您的主要关注点是化学纯度或电绝缘:选择纯料(未填充)PTFE,因为它具有无与伦比的惰性和介电强度。
- 如果您的主要关注点是通用机械强度和刚度:选择玻纤填充PTFE,作为最常见且最具成本效益的升级。
- 如果您的主要关注点是高负载能力和耐磨性:选择青铜填充或碳纤维填充PTFE,因为它们具有卓越的压缩强度。
- 如果您的主要关注点是动态密封中尽可能低的摩擦:选择石墨填充或碳/石墨混合物,因为它具有自润滑特性。
最终,了解每种填充剂的功能使您能够选择满足组件性能需求的精确牌号。
总结表:
| 牌号 | 主要填充剂 | 主要优点 | 常见应用 |
|---|---|---|---|
| 纯料PTFE | 无(纯) | 卓越的耐化学性,低摩擦,优异的电绝缘体 | 医疗、食品饮料、半导体密封件和垫片 |
| 玻纤填充PTFE | 15-25% 玻璃纤维 | 成本效益高,增加压缩强度和刚度,良好的耐磨性 | 通用密封件、衬套、数控加工零件 |
| 碳纤维填充PTFE | 约35% 碳纤维 | 高压缩强度,优异的耐磨性,良好的导热性 | 高性能轴承、活塞环、动态密封件 |
| 青铜填充PTFE | 青铜粉末 | 最高的耐磨性,高负载能力,良好的导热性 | 轴承、衬套、液压组件 |
| 石墨填充PTFE | 石墨 | 最低摩擦,自润滑,在干运行应用中改善磨损 | 非润滑轴承、密封件、衬套 |
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