Soorten PEEK-cijfers voor verschillende toepassingen [Gids]

PEEK-gradetypen: eigenschappen, toepassingen en selectiegids

Het selecteren van de juiste kwaliteiten van peekkwaliteiten voor specifieke toepassingen behoort tot de belangrijkste materiaalkeuzes die een ingenieur zal maken. peek 1-1 polyetherether ether keton -is een semi-kristallijne thermoplast die wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector, halfgeleiders en olie- en gastoepassingen. ‘PEEK’ is echter geen enkel materiaal.

Het is verkrijgbaar in vier grote klasse families, elk met zijn eigen set van eigenschappen, thermische eigenschappen, en bewerkbaarheid neigingen Dit artikel beschrijft de onvervulde, glas-gevulde, koolstof-gevulde, en lager kwaliteit families van kwaliteiten van peek met relevante eigenschap gegevens, applicatie advies, en bewerking tips op basis van productie-ervaring.

Wat is PEEK en waarom is cijferselectie belangrijk?

PEEK is een semi-kristallijne thermoplast die behoort tot de polyaryletherketon (PAEK) familie Het houdt continue bedrijfstemperaturen tot 250 °C (482 °F), met een glasovergangstemperatuur (Tg) van 143 °C (289 °F) en een smeltpunt (Tm) van 343 °C (649 °F). Als thermoplast op harsbasis levert PEEK mechanische sterkte die kan wedijveren met sommige metalen, terwijl de verwerkbaarheidsvoordelen van een polymeer behouden blijven. Deze thermische eigenschappen plaatsen PEEK ruim boven standaard technische kunststoffen zoals nylon (PA66, continu 80-120 °C) en zelfs PEC.

PEEK & gas, geschreven als polyetherethertherether, stelt medische apparaten, halfgeleiderproductie en olie en gas vast, waar weinig andere kunststoffen bewaard zijn gebleven.

Een andere karakterisering van PEEK is dat chemische weerstand PEEK is bestand tegen de meeste organische oplosmiddelen, zuren en basen. Geconcentreerd zwavelzuur zal echter de polymeerketen aantasten.

Deze weerstand maakt PEEK algemeen gebruikt in chemische verwerking, olie & gas downhole toepassingen en halfgeleider nat-bank apparatuur.

ASTM D8033-22 sorteert literatuur op eigenschapsspecificatie voor de peek molding en extrusie kwaliteiten ASTM D6262-23 daarentegen is voor de PAEK voorraadvormen -w.z. staaf, plaat, en buis & buis 1. precursors die CNC machine aan afgewerkte onderdelen winkelt.

Onze machinisten zullen alle vier soorten van de peek grade families (ongevuld, glas-gevuld, koolstof-gevuld en lager rang) die allemaal verschillende tooling en snijden gegevens hebben bewerken Hieronder volgen de eigenschappen, best-fit toepassingen en bewerking kenmerken van elk van deze kwaliteiten zoals ingediend op basis van de gepubliceerde gegevens en productie vloer trial en error gegevens.

Ongevulde PEEK Pure Performance voor medische en voedselcontacttoepassingen

ongevulde peek, met Victrex 450G als referentiekwaliteit, zorgt voor een trekopbrengst van 100 MPa, bij breukrek van 50%, en buigmodulus van 4,1 GPa De warmteafbuigingstemperatuur (HDT), dat wil zeggen de temperatuur waarbij het materiaal vervormt bij een druk van 264 psi (1,8 MPa), is 160C. Alle kwaliteiten delen een continue bedrijfstemperatuur van 250 °C 1 constante over de gehele PEEK-familie.

Ongevulde PEEK vindt zijn meest waardevolle gebruik in de medische sector Biocompatibel volgens ASTM F2026-17, het gaat naar spinale fusiekooien (tussenwervelafstandhouders), tandheelkundige abutments en schedelreconstructieplaten. Een onderzoek uit 2019 in de Tijdschrift voor Klinische Geneeskunde (PMC) bevestigde PEEK als mechanisch geschikt voor kunstgebitbasissen, met buigeigenschappen die voldoen aan de ISO 20795-1-vereisten.

Naast de medische kwaliteiten, kan ongevulde peek worden gebruikt om alle FDA-conforme machines voor voedselverwerking te leveren; halfgeleider wafeldragers (chemische zuiverheid is van cruciaal belang), en chemisch bestendige klepfittingen De 50% rek is de hoogste van alle peek grade, en biedt uitstekende mechanische taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid if echte voordelen voor impact of trillingsbelastingssituaties.

In machinale termen is ongevulde peek het gemakkelijkst te bewerken van de partij. Anderen vertellen ons dat een goed geïnformeerde machinist het “-achtige nylon” aankan; standaard hardmetalen gereedschap strekt zich goed uit, oppervlakteafwerking is voorspelbaar en spaanvorming is schoon. Voor het bewerken van ongevulde PEEK voor strakke PEEK CNC-bewerking bereiken we over het algemeen 0,025 mm op kritische afmetingen.

Ingenieurs vergeten soms de kruipkwaliteiten van ongevulde gluurder boven 150C, in de aanwezigheid van aanhoudende belastingen In dit hogere bereik overtreft het over het algemeen de meeste technische kunststoffen op dit testniveau, maar het zal nog steeds kruipen onder zeer hoge aanhoudende spanning bij hoge temperaturen. Voor statische toepassing bij hoge temperaturen zullen met glas gevulde en met koolstof gevulde kwaliteiten zorgen voor grotere kruipprestaties.

Glas-gevulde PEEK & Dimensionale Stabiliteit

glas-gevulde peek heeft een typische 30 wt% glasvezelversterking aanwezig Populaire kwaliteiten zoals Victrex 450GL30, en Solvay KetaSpire KT-820 GF30 De toevoeging van glasvezel verhoogt de treksterkte tot 130-140 MPa (vanaf 100 MPa ongevuld), verhoogt de buigmodulus tot 6-7 GPa (4,1 GPa voor ongevuld is indrukwekkend), en verhoogt HDT boven 315C bij 1,8 MPa.

Naaldvaardigheid is de afweging Verlenging bij breuk daalt van 50% naar slechts 2-3%. Verkeerd behandelde glaspeek-onderdelen zijn niet impact-vriendelijk, of snap-assembleerbare onderdelen die enige flex in het ontwerp vereisen Onderdelen worden stijver en stabiel door thermische cycli 'een perfecte pasvorm voor halfgeleider armatuur en ruimtevaart structurele beugels.

Belangrijke toepassingen voor met glas gevulde gluur zijn onder meer pompcomponenten op hoge temperatuur, klepzittingen, mechanische afdichtingen in roterende apparatuur en structurele beugels in de lucht- en ruimtevaart.38.

Met koolstof gevulde PEEK ‘Wear Resistance’ en Load-Bearing Strength

Met koolstof gevulde peek: T 30 wt% koolstofvezel (Victrex 450CA30, Solvay KT-820 CF30) is de sterkste kwaliteit binnen de PEEK-familie Voorraadvorm treksterkte vertoont 150-170 MPa, en de 11-12 GPa buigmodulus is bijna drie keer de ongevulde kwaliteit. De bewerkte melasse 450CA30-specificatie kan 226 MPa bereiken en geschikt zijn voor spuitgieten.

thermische geleidbaarheid toont een waarde aan die zo'n 3,5 hoger is dan die van de hocifer van ongevulde peek, wat bijdraagt aan het extra warmteverspreidende vermogen in dynamische en wrijvingsgenererende scenario's. HDT ondersteunt bij 315C en de wrijvingscoëfficiënt meet 0,16. (versus 0,38 voor ongevulde peek), maar niet zo laag als in het geval van industriële formulering van lagerkwaliteit 0,11.

Ingenieurs specificeren door koolstofvezel gepeek bewerkte onderdelen voor structurele componenten in de lucht- en ruimtevaart, bussen met hoge belasting waar statische sterkte van cruciaal belang is, gereedschappen voor olie en gas in het boorgat die worden blootgesteld aan extreme HPHT-omstandigheden, of aandrijflijncomponenten voor auto's waarbij massareductie ten opzichte van aluminium gewenst is. Onderzoek gepubliceerd door PMC/NIH over tribologische kenmerken van met koolstofvezel versterkte peek bevestigen de slijtvastheidsvoordelen van CF-peek-composieten onder een grote verscheidenheid aan contactomstandigheden.

Eén belangrijke eigenschap: koolstofvezel levert geleidbaarheid om te gluren Dit maakt met koolstof gevulde PEEK de de-facto selectie voor ESD-gevoelige halfgeleiders waar statische ontlading moet worden beheerd Ongevulde PEEK en Nulafo Samekol zijn elektrische isolatoren en kunnen niet functioneren in deze rol.

Een veel voorkomende specificatiefout: kiezen voor met koolstof gevuld bij lager-grade zou de beste keuze zijn voor glijdend contact Met koolstof gevuld is uitstekend in statische Vesv. en structurele stijfheid, niet een zelfsmerende glijdende interface Voor roterende assen, heen en weer gaande afdichtingen of anderszins glijdende delen is lager-grade peek het juiste materiaal Hoewel de CoF van 0,16 er theoretisch goed uit kan zien, mist met koolstof gevuld de zelfsmerende eigenschappen van lagerformuleringen.

Lager-Grade PEEK 's Zelf-smerende Lage-Wrijvingsprestaties

Lagerkwaliteit PEEK gebruikt een tribologische formulering genaamd het “10-10-10” mengsel: 10% koolstofvezel voor structurele versterking, 10% grafiet voor warmtebehandeling en droge smering, en 10% ptfe voor wrijvingsreductie Victrex 450FC30 is het meest frequent gespecificeerde voorbeeld, met treksterkte van 131 MPa, buigmodulus van 8,1 Gpa, wrijvingscoëfficiënt van 0,11 en HDT van 277C.

Een proportionele formulering is de Ensinger TECapeek PVX, die een alternatieve verhouding gebruikt en een CoF van 0,18-0,20, PV-limiet (druksnelheid) van 500.000 psift/min en treksterkte van 76 MPa bereikt. De verschillen in eigenschappen zijn groot als je gegevensbladen van Victrex en Ensinger vergelijkt, controleer altijd empirische gegevens van de specifieke fabrikant in tegenstelling tot vergelijkingen van aannames 1:1.

Met superieure tribologische eigenschappen bereikt PEEK van lagerkwaliteit de laagste wrijving van alle PEEK-kwaliteiten: 0,11-0,20, afhankelijk van de formulering, in tegenstelling tot ~0,38 voor ongevulde stoffen. Daarom maakt de lage wrijving het de duidelijke keuze voor drukringen, tapbussen, compressorzuigerringen, roterende asafdichtingen of pompslijtringen. In onze winkel is PEEK van lagerkwaliteit de meest frequent gespecificeerde kwaliteit voor op maat gemaakte PEEK-bussen en slijtagecomponenten van ongeveer 40% van alle PEEK-bestellingen.

In gevulde kwaliteiten, lager-grade biedt de beste bewerkbaarheid PTFE fungeert als een interne smeermiddel tijdens het snijden, waardoor de wrijving tussen het gereedschap en het werkstuk te verminderen Gereedschap slijtage is groter dan ongevulde peek, maar dramatisch minder dan die glas gevulde of CF kwaliteiten.

PEEK Grade Vergelijking van mechanische en thermische eigenschappen naast elkaar

Hieronder vindt u eigendomsgegevens die zijn samengesteld uit Victrex-gegevensbladen, Ensinger TECAPEEK PVX-specificaties en technische compilaties van polyfluoroltd. Alle waarden gelden voor de kwaliteiten van de voorraadvorm (geëxtrudeerde staaf/plaat), tenzij anders aangegeven.

Bronnen: Victrex 450G / 450GL30 / 450CA30 / 450FC30 datasheets; Ensinger TECapeek PVX datasheet; polyfluoroltd grade compilatie.

Bewerkbaarheidsrangschikking

Op basis van gegevens over gereedschapslijtage die we hebben vastgelegd in onze Peek CNC-bewerkingsservice, gevalideerd door gegevens gevonden in forumdiscussies in de sector:

1. Ongevuld (gemakkelijkst) -I Standaard hardmetalen gereedschap, schone chipvorming, langste levensduur van het gereedschap
2. Lager-kwaliteit FE zelfsmeer tijdens het snijden, matige gereedschapslijtage
3. glas-gevulde 10 Schuurmiddelen aan het bewerken, PCD voorgesteld, gereedschapslevensduur verminderd 50-70%
4. Met koolstof gevulde (hardste) - Harde schuurmiddelen voor gereedschappen, PCD vereist, hoogste snelheid van gereedschapsslijtage

Bewerkbaarheidshiërarchie uit onze CNC-werking: ongevuld > lager-grade > glas-gevuld > koolstof-gevuld Gereedschap slijtage neemt evenredig toe met de mate van vulhardheid, waarbij glasvezel net zo schurend is als koolstofvezel metalen Deze bevinding verrast vaak ingenieurs die zijn geleid om te geloven dat de hardere materialen schurender moeten zijn voor het bewerken.

Hoe u de juiste PEEK-graad voor uw toepassing kiest

Vier vragen vormen een logisch stroomschema waarin een cijfer wordt geselecteerd. Als u in elke fase “yes” beantwoordt, komt u voor uw behoeften naar voren in de juiste klasfamilie.

Onzeker wat te kiezen? Onze ingenieurs zijn blij om de passende rang aan te bevelen op basis van uw toepassingscriteria, bedrijfsomstandigheden en budget-gebruikende 17 jaar ervarings het machinaal bewerken aan strakke toleranties in medische, ruimtevaart en halfgeleidermarkten.

Krijg een PEEK Machining Quote →

Veelgestelde vragen over PEEK-cijfers

Wat is het sterkste PEEK-cijfer?

Bekijk Antwoord

Met koolstof gevulde (30% CF) staat bovenaan de kaart met een treksterkte van 150-170 MPa voor standaardvormen, en bereikt een spuitgegoten temperatuur van 226 MPa.

Kan PEEK metaal vervangen in structurele toepassingen?

Bekijk Antwoord

Ja, in specifieke gevallen Aerospace beugels, auto aandrijflijn onderdelen, en medische implantaten zijn veel voorkomende metaal-naar-PEEK conversies Met koolstof gevulde PEEK levert 60-70% gewichtsbesparing over staal terwijl het aanpassen van de treksterkte van het aluminiumniveau Of de schakelaar zinvol is, hangt af van de werkingstemperatuur, het laadpatroon, de chemische blootstelling, en uw productievolume PEEK materiaalkosten loopt hoger dan de meeste metalen, dus de business case hangt meestal af van gewichtsbesparing of corrosieweerstand.

Is PEEK FDA goedgekeurd voor contact met voedsel?

Bekijk Antwoord

Ongevulde PEEK-kwaliteiten voldoen aan de FDA-voorschriften voor voedselcontact Medische implantaattoepassingen volgen ASTM F2026-17. controleer altijd of uw leverancier de huidige certificeringen bij zich heeft.

Wat is 10-10-10 lager-grade PEEK?

Bekijk Antwoord

Een tribologische formulering met 10% koolstofvezel, 10% grafiet, en 10% PTFE op gewicht Koolstofvezel zorgt voor versterking, grafiet helpt thermische dissipatie en droge smering, en PTFE verlaagt glijdende wrijving Victrex 450FC30 is de meest gespecificeerde versie van deze formulering.

Hoe verhoudt PEEK zich tot PPS en PEI als hoogwaardige kunststoffen?

Bekijk Antwoord

PEEK verwerkt 250 °C continue service vs 200 °C voor PPS en 170 °C voor PEI (Ultem) PEEK wint ook op chemische weerstand en mechanische sterkte over de hele linie, maar het kost 3-5× meer dan PPS per kilogram Als uw servicetemperatuur onder de 200 °C blijft en de blootstelling aan chemicaliën mild is, is PPS vaak economisch zinvoller.

Welke temperatuur kan PEEK continu weerstaan?

Bekijk Antwoord

Alle peekkwaliteiten hebben een 250C (482F) continue servicetemperatuur, ongeacht het vulmiddel en de korte termijn 300C-blootstelling kan ook worden bereikt zonder enige grote verslechtering te ondergaan. Glasovergang vindt plaats 143C (289F) en het smeltpunt is 343 C (649 F).