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Leitfaden für Leistung und Anwendung von harzgebundenem Graphit
Erstellt 03.21
Leistungs- und Anwendungsleitfaden für harzgebundenen Graphit
1. Übersicht
Harzgebundener Kohlenstoffgraphit ist eines der am weitesten verbreiteten kostengünstigen technischen Materialien unter den Kohlenstoff-Graphit-Verbundwerkstoffen.
Es verwendet natürliches oder synthetisches Graphitpulver als Kernfüllstoff, nutzt die inhärenten selbstschmierenden und verschleißfesten Eigenschaften von Graphit, gepaart mit duroplastischen Harzen (üblicherweise Phenolharz, Epoxidharz) als Bindematrix. Nach dem Mischen, Press-/Spritzgießen wird es bei einer niedrigen Temperatur von etwa 200 °C ausgehärtet, um das Endprodukt zu bilden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Graphitmaterialien, die eine Hochtemperatursinterung und Verkokung erfordern, entfällt der Hochtemperaturverkokungsschritt, was einen kurzen Produktionszyklus und einen geringen Energieverbrauch ermöglicht und es zum kostengünstigsten Kohlenstoff-Graphit-Material für Dichtungen und Lager macht.
Als anpassbares Verbundmaterial kann es durch Anpassung der Art und des Verhältnisses der Harze an unterschiedliche Arbeitsbedingungen angepasst werden und wird so zu einer optimalen Lösung, die Kosten und Leistung in zivilen und allgemeinen industriellen Szenarien mit geringer Last und Raumtemperatur ausbalanciert.
2. Kernleistungsparameter
Die Leistung von harzgebundenem Graphit wird gemeinsam durch den Graphitfüllstoff und die Harzmatrix bestimmt. Die typischen Leistungsparameter für allgemeine Industriequalitäten sind wie folgt:
Parameterkategorie | Leistungsindikator | Typischer Wert | Beschreibung |
Physikalische Parameter | Schüttdichte | 1,7~1,8 g/cm³ | Weit niedriger als Metallmaterialien, mit guter Leichtbauweise |
Offene Porosität | <0,5% | Harz füllt Graphitporen und bietet hervorragende Dichtungsleistung |
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Mechanische Parameter | Druckfestigkeit | 80~120 MPa | Höher als loser Graphit, niedriger als High-End-Materialien wie metallimprägniertes Graphit |
Biegefestigkeit | 30~45 MPa | Hohe Sprödigkeit mit begrenzter Schlagfestigkeit |
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Thermische Parameter | Maximale langfristige Betriebstemperatur | 200°C | Über dieser Temperatur zersetzt sich das Harz, was die Kernleistungsgrenze darstellt |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 12~18 ×10^-6 /K | Höher als reiner Graphit, mit größerer Dimensionsänderung bei Temperaturschwankungen |
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Wärmeleitfähigkeit | 15~25 W/(m·K) | Weit niedriger als reiner Graphit, nicht geeignet für Wärmeableitungsanwendungen |
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Tribologische Parameter | Trockenreibungskoeffizient | 0,1~0,15 | Behält die selbstschmierenden Eigenschaften von Graphit bei, mit guter Verschleißreduzierungsleistung |
3. Kernvorteile
Die Vorteile von harzgebundenem Graphit sind sehr klar und passen sich perfekt an die Bedürfnisse von Szenarien bei Raumtemperatur und geringer Last an:
1. Ultimativer Kostenvorteil: Mit einem einfachen Produktionsprozess und ohne Notwendigkeit für Hochtemperatursintern beträgt die Kosten nur 1/2 der von High-End-Kohlenstoff-Graphit-Materialien, was es zur optimalen Wahl für kostengünstige Szenarien macht und die Materialkosten von zivilen und allgemeinen Industrieprodukten erheblich senken kann.
2. Einfache Massenproduktion komplexer Teile: Es unterstützt Druck- und Spritzguss und ermöglicht die kostengünstige Massenproduktion von Teilen mit komplexen geometrischen Formen ohne nachfolgende aufwendige Bearbeitung, was den Anforderungen der Großserienfertigung gerecht wird.
3. Hervorragende Dichtungs- und Leckageverhinderung: Harz füllt die Poren des Graphits vollständig aus, was zu einer extrem geringen Gesamtporosität führt. Es verfügt über eine ausgezeichnete Leckageverhinderung und erfüllt perfekt die Anforderungen an die Dichtheit von Dichtungen und Pumpenkomponenten.
4. Anpassbare lebensmittelechte Eigenschaften: Durch die Auswahl von FDA-zertifizierten lebensmittelechten Harzen kann es zu Materialien verarbeitet werden, die Lebensmittelkontaktstandards erfüllen, ohne toxische niedermolekulare Ausfällungen, und passt sich perfekt an die Hygieneanforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie an.
5. Grundlegende Selbstschmierfähigkeit: Es behält die selbstschmierenden Eigenschaften von Graphit bei und ermöglicht einen reibungsarmen Betrieb unter Arbeitsbedingungen bei Raumtemperatur, reduziert den Einsatz von externen Schmiermitteln und macht den Betrieb sauberer.
4. Typische Anwendungsszenarien
In Kombination mit seinen Leistungsgrenzen sind die Anwendungsszenarien von harzgebundenem Graphit sehr klar, und es kann nur unter Arbeitsbedingungen bei Raumtemperatur und leichter Last eingesetzt werden. Typische Anwendungen sind:
1. Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Dichtungskomponenten für Leichtwasserpumpen, Teile für Getränkespender, Leichtlastlager für Lebensmittelverarbeitungsanlagen, die hygienische Anforderungen für Lebensmittel und kostengünstige Bedürfnisse ausgleichen.
2. Zivilpumpen- und Ventilbereich: Dichtungen und Lager für Haushalts-Tauchpumpen und kleine Klarwasserpumpen. Die normale Wasserumgebung und die Leichtlast-Arbeitsbedingungen passen perfekt zu ihrer Leistungsgrenze, und die Kosten sind weitaus geringer als bei High-End-Kohlenstoffmaterialien.
3. Allgemeine Gleitringdichtungen: Allgemeine Gleitringdichtungskomponenten für normale Temperatur und niedrigen Druck, wie z. B. Dichtungsteile für kleine Wasserpumpen und Ventile, mit ausgezeichneter Leckageverhinderung und niedrigen Kosten.
4. Fluid-eingetauchte Lager: Leichtlastlager, die in Flüssigkeiten wie Öl und Wasser arbeiten. Die Flüssigkeit kann die Reibungswärme abführen und so verhindern, dass die Temperatur 200 °C überschreitet. Die Poren-Ölspeicherfunktion kann eine langfristige Verschleißreduzierung erreichen.
5. Kleine Niederdruck-Vakuumpumpen: Schaufeln und Lager für kleine Vakuumpumpen bei Normaltemperatur und niedrigem Druck, mit niedriger Arbeitstemperatur und geringer Belastung, angepasst an ihre Leistungsanforderungen.
5. Auswahlhinweise
Bei der Auswahl von Harz-gebundenem Graphit ist es notwendig, seine Leistungsgrenzen zu klären, um eine Fehlverwendung zu vermeiden:
1. Nicht für Hochtemperaturanwendungen: Seine maximale Langzeittemperatur beträgt nur 250°C. Oberhalb dieser Temperatur zersetzt sich das Harz schnell und versagt. Für Hochtemperaturanwendungen wird metallimprägniertes Graphit empfohlen.
2. Nicht für Hochlastanwendungen: Es ist nur für Szenarien mit geringer und normaler Belastung geeignet. Überlastung und stoßartige Arbeitsbedingungen führen zu schnellem Verschleiß und Versagen des Materials. Für Hochlastszenarien wird metallimprägniertes Graphit empfohlen.
3. Nicht für Wärmeableitungsszenarien: Seine Wärmeleitfähigkeit ist niedriger als die von reinem Graphit, daher ist es nicht für Wärmeableitungs- und Wärmemanagementkomponenten geeignet. Für solche Szenarien wird reiner gesinterter Graphit empfohlen.
4. Achten Sie auf die Unterscheidung von Lebensmittelqualitäten: Nur spezieller lebensmittelechter harzgebundener Graphit darf in Lebensmittelszenarien verwendet werden. Kontaktieren Sie uns für spezielle harzgebundene Kohlenstoffmaterialien für FDA- und Wars-Bedingungen.
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