美國 SABIC(原GE/基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料)LNP? LUBRICOMP? KL003-BK8115耐磨POM注塑級(jí)產(chǎn)品全面介紹
——含15% PTFE 潤滑·高耐磨·共聚甲醛 齒輪/軸承/滑動(dòng)件專用料
一、公司介紹——SABIC(沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料 / 原GE Plastics)
SABIC Innovative Plastics(沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料,前身為GEPlastics通用電氣塑料集團(tuán))是的特種工程塑料與復(fù)合材料供應(yīng)商,隸屬于沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司(SABIC)。其旗艦品牌包括 LEXAN?(PC)、NORYL?(PPO)、ULTEM?(PEI)、CYCOLAC?(ABS)及LNP? COMPOUNDS(改性料)。
其中 LNP? LUBRICOMP?系列是專為改善摩擦磨損性能開發(fā)的改性工程塑料產(chǎn)品線,通過在基體樹脂(POM/PA/PBT/PEEK等)中添加PTFE(聚四氟乙烯)、硅油、石墨、碳纖維、芳綸等潤滑/耐磨填料,賦予材料自潤滑、低摩擦系數(shù)、高PV極限及優(yōu)異耐磨耗壽命。KL003(色號(hào)BK8115為黑色定制色)是基于共聚甲醛(POMCopolymer)添加約15% PTFE微粒的內(nèi)潤滑耐磨改性料,是LNPLUBRICOMP家族中經(jīng)典的"POM+PTFE"高耐磨級(jí),廣泛用于各類需無油潤滑的精密傳動(dòng)與滑動(dòng)部件。
二、產(chǎn)品介紹——LNP? LUBRICOMP? KL003-BK8115
KL003-BK8115(對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)牌號(hào) LNP LUBRICOMP CompoundKL003,BK8115為黑色定制色號(hào))是以聚甲醛共聚物(Acetal Copolymer / POM-C)為基體,添加約15 wt%超細(xì)聚四氟乙烯(PTFE)粉末作為內(nèi)潤滑/耐磨填料的注塑級(jí)改性聚甲醛。
該牌號(hào)屬于自潤滑耐磨POM(Internally Lubricated Wear ResistantAcetal),典型特征包括:
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超低摩擦·高耐磨:PTFE微粒在注塑過程中均勻分散并于摩擦面上形成轉(zhuǎn)移膜,使動(dòng)摩擦系數(shù)降至≈0.15~0.35(vsPOM自身≈0.35~0.4),Taber磨損量較未填充POM降低50%~70%,適合長期干摩擦工況(齒輪-軸、軸套-銷軸、滑塊-導(dǎo)軌)。
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保持POM本體優(yōu)良機(jī)械性能:拉伸強(qiáng)度≈48MPa、彎曲模量≈2210~2250MPa、[email protected]≈97℃,剛性高、抗蠕變好、疲勞強(qiáng)度優(yōu)異,優(yōu)于多數(shù)熱塑性塑料。
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尺寸穩(wěn)定·低吸濕:平衡吸水率僅0.20%~0.29%(23℃,50%RH),遠(yuǎn)低于尼龍(PA6/PA66≈1.5%~2.5%),受環(huán)境濕度影響極小,適合精密公差傳動(dòng)件。
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良好耐化學(xué)品性:POM本征耐燃油、潤滑油、制動(dòng)液、稀酸堿及多數(shù)有機(jī)溶劑(除強(qiáng)酸如濃硝酸、強(qiáng)堿高溫下略敏感),適合汽車/機(jī)械油接觸環(huán)境。
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注塑加工性好:熔體流動(dòng)適中,適合成型薄壁復(fù)雜精密零件,模具污染低(PTFE添加量控制在15%內(nèi),噴霜風(fēng)險(xiǎn)低,但需注意螺桿清洗)。
通常以黑色顆粒(Black/BK8115)供應(yīng),25kg/袋(防潮復(fù)合袋),建議儲(chǔ)存于陰涼干燥處(RH<60%,<40℃),保質(zhì)期一般自生產(chǎn)日起24個(gè)月。符合RoHS、REACH環(huán)保要求。
?? 說明:PTFE為惰性潤滑劑,會(huì)降低缺口沖擊韌性(相較純POM略有下降,懸臂梁缺口沖擊≈37 J/m或3 kJ/m2ISO),設(shè)計(jì)時(shí)需避免尖角應(yīng)力集中;POM對(duì)強(qiáng)酸(尤其是氧化性酸如濃硝酸、發(fā)煙)敏感,不耐酚類/氯代酚;加工時(shí)需防甲醛氣體逸出(車間通風(fēng))。
三、產(chǎn)品性能詳述
1. 物理性能
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密度:1.49 g/cm3(ASTM D792 / ISO 1183)——因含PTFE略高于純POM共聚物(≈1.41)
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吸水率(24h, 23℃, 50%RH):0.20%(ASTM D570)
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平衡吸水率(23℃, 50%RH):0.29%(ISO 62)——極低,尺寸穩(wěn)定
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成型收縮率(Flow方向,3.2mm厚,24h):1.0%~3.0%(ASTMD955;典型均值約1.8%~2.0%);橫向(Transverse):1.0%~3.0%
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線性熱膨脹系數(shù)(MD/TD, -30~30℃):1.1×10?? /K(ASTM D696)
2. 機(jī)械性能
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拉伸屈服應(yīng)力:48.0 MPa(ASTM D638)/ 46.0 MPa(ISO 527-2)
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拉伸斷裂應(yīng)力:≈48.0 MPa(ASTM D638)/ 46.0 MPa(ISO 527-2)
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拉伸屈服應(yīng)變:10%(ASTM D638)/ 9.0%(ISO 527-2)
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拉伸斷裂伸長率:19%(ASTM D638)/ 16%(ISO 527-2)
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拉伸彈性模量:2530 MPa(ASTM D638)/ 2460 MPa(ISO 527-2)——高剛性
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彎曲強(qiáng)度(屈服):75.8 MPa(ASTM D790)
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彎曲模量:2210 MPa(ASTM D790)/ 2250 MPa(ISO 178)
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懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度(Izod Notched, 23℃):≈37 J/m(ASTM D256)或 3.0 kJ/m2(ISO180/1A)——PTFE填充后較純POM有所下降,設(shè)計(jì)時(shí)避免尖角
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懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度(Izod Unnotched, 23℃):≈710 J/m(ASTM D4812)或 46kJ/m2(ISO 180/1U)——無缺口仍具POM韌性特征
3. 摩擦磨損性能(核心賣點(diǎn))
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動(dòng)摩擦系數(shù)(Dynamic COF, vs Steel, Modified ASTMD3702):≈0.35(典型0.30~0.38,依配對(duì)面光潔度/載荷微調(diào))
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靜摩擦系數(shù)(Static COF):≈0.17
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磨損因數(shù)(Wear Factor, Washer Test, ASTM D3702 Modified):K=11.0×10?1?in?·min/(ft·lb·hr) 或 Ring Test 0.300×10?1?in?·min/(ft·lb·hr)——較未填充POM顯著降低
4. 熱性能
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熱變形溫度 [email protected](未退火,3.2mm):97℃(ASTM D648)/ 88℃(ISO 75-2/Af)
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熱變形溫度 [email protected](未退火,3.2mm):158℃(ASTM D648)/ 149℃(ISO75-2/Bf)
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連續(xù)使用溫度:建議-40~+90℃(空氣中長期),短時(shí)可達(dá)100~110℃;共聚POM熱氧穩(wěn)定性優(yōu)于均聚POM
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熔點(diǎn)(DSC):≈163~167℃(POM共聚物特征)
5. 電性能(參考)
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體積電阻率:≈101? Ω·cm(優(yōu)良絕緣,PTFE不導(dǎo)電)
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介電強(qiáng)度:≈18~20 kV/mm
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UL 94阻燃等級(jí):HB(1.5mm/3.0mm)——屬緩慢燃燒聚烯烴特征,非V-0阻燃
四、產(chǎn)品用途
★ 核心應(yīng)用——需自潤滑耐磨的精密運(yùn)動(dòng)/滑動(dòng)件
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機(jī)械傳動(dòng)件:小模數(shù)齒輪(打印機(jī)/復(fù)印機(jī)/掃描儀驅(qū)動(dòng)齒輪、電動(dòng)窗簾/百葉窗齒輪、玩具電機(jī)減速齒輪)、蝸輪、凸輪、棘輪、齒條
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滑動(dòng)軸承與軸套:打印機(jī)/辦公設(shè)備轉(zhuǎn)軸襯套、紡織機(jī)械導(dǎo)輪軸套、儀器儀表滑動(dòng)軸承(低速中載無油潤滑)、門窗五金滑輪襯套
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導(dǎo)向與限位滑塊:自動(dòng)化設(shè)備直線導(dǎo)軌滑塊、氣動(dòng)/液壓缸活塞導(dǎo)向環(huán)、復(fù)印機(jī)/ATM機(jī)走紙輥支架滑塊
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汽車與摩托車部件:車窗升降器齒輪、門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)齒輪/滑塊、座椅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)小齒輪、雨刮連桿襯套(非發(fā)動(dòng)機(jī)艙高溫區(qū))
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消費(fèi)電子與家電:榨汁機(jī)刀組傳動(dòng)齒輪、電動(dòng)牙刷減速齒輪、咖啡機(jī)泵體滑動(dòng)件、風(fēng)扇扇葉定位環(huán)
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工業(yè)輔助件:計(jì)量泵計(jì)量環(huán)、流量計(jì)轉(zhuǎn)子、拉鏈滑塊(高檔)、漁線輪傳動(dòng)件
??KL003-BK8115為含PTFE內(nèi)潤滑POM共聚物,適用于中低PV值(壓強(qiáng)×速度)干摩擦或脂潤滑工況。若PV值極高(高速重載)或需耐高溫>120℃,建議評(píng)估LNPLUBRICOMP含碳纖維/石墨/MoS?復(fù)合牌號(hào)或改用PA66+MoS?/PEEK+CF。POM不耐強(qiáng)氧化性酸,忌與濃硝酸/濃長期接觸。
五、產(chǎn)品物性表(典型值)
性能項(xiàng)目
測試條件
測試標(biāo)準(zhǔn)
典型值
單位
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物理性能 |
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密度 / 比重 | 23℃ | ASTM D792 / ISO 1183 | 1.49 | g/cm3 |
吸水率(24h, 50%RH) | 23℃ | ASTM D570 | 0.20 | % |
平衡吸水率(50%RH) | 23℃ | ISO 62 | 0.29 | % |
成型收縮率(流動(dòng)向) | 3.2mm, 24h | ASTM D955 | 1.0~3.0(≈1.8~2.0) | % |
成型收縮率(橫向) | 3.2mm, 24h | ASTM D955 | 1.0~3.0 | % |
線性熱膨脹系數(shù)(MD,-30~30℃) | — | ASTM D696 | 1.1×10?? | /K |
力學(xué)性能 |
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拉伸屈服強(qiáng)度 | 5mm/min | ASTM D638 | 48.0 | MPa |
拉伸屈服應(yīng)力 | 5mm/min | ISO 527-2 | 46.0 | MPa |
拉伸斷裂強(qiáng)度 | 5mm/min | ASTM D638 | 48.0 | MPa |
拉伸斷裂應(yīng)力 | 5mm/min | ISO 527-2 | 46.0 | MPa |
拉伸屈服應(yīng)變 | 5mm/min | ASTM D638 | 10 | % |
拉伸應(yīng)變(屈服, ISO) | 5mm/min | ISO 527-2 | 9.0 | % |
斷裂伸長率(ASTM) | 5mm/min | ASTM D638 | 19 | % |
拉伸應(yīng)變(斷裂, ISO) | 5mm/min | ISO 527-2 | 16 | % |
拉伸彈性模量 | 50mm/min | ASTM D638 | 2530 | MPa |
拉伸彈性模量(ISO) | 1mm/min | ISO 527-2 | 2460 | MPa |
彎曲強(qiáng)度(屈服) | 50mm跨距 | ASTM D790 | 75.8 | MPa |
彎曲模量 | 50mm跨距 | ASTM D790 | 2210 | MPa |
彎曲模量(ISO) | 2mm/min | ISO 178 | 2250 | MPa |
懸臂梁缺口沖擊(Izod) | 23℃, 3.2mm | ASTM D256 | 37 | J/m |
懸臂梁缺口沖擊(ISO) | 23℃ | ISO 180/1A | 3.0 | kJ/m2 |
懸臂梁無缺口沖擊(ASTM) | 23℃ | ASTM D4812 | 710 | J/m |
懸臂梁無缺口沖擊(ISO) | 23℃ | ISO 180/1U | 46 | kJ/m2 |
摩擦磨損性能 |
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動(dòng)摩擦系數(shù)(COF Dynamic) | vs Steel, Modified ASTM D3702 | ASTM D3702 Mod. | 0.35(≈0.30~0.38) | — |
靜摩擦系數(shù)(COF Static) | vs Steel | ASTM D3702 Mod. | 0.17 | — |
磨損因數(shù)(Wear Factor, Washer) | ASTM D3702 Mod. | ASTM D3702 Mod. | 11.0×10?1? | in?·min/(ft·lb·hr) |
熱性能 |
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熱變形溫度(HDT) | 1.8MPa, 未退火, 3.2mm | ASTM D648 | 97 | ℃ |
熱變形溫度(HDT) | 1.8MPa, 未退火, 64mm | ISO 75-2/Af | 88 | ℃ |
熱變形溫度(HDT) | 0.45MPa, 未退火, 3.2mm | ASTM D648 | 158 | ℃ |
熱變形溫度(HDT) | 0.45MPa, 未退火, 64mm | ISO 75-2/Bf | 149 | ℃ |
燃燒性能 |
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UL 94阻燃等級(jí) | 1.5mm/3.0mm | UL 94 | HB | — |
以上數(shù)據(jù)為SABIC LNP LUBRICOMP KL003(BK8115為黑色定制色)典型值(TypicalValues),不可直接作為規(guī)格保證值(Spec Limit),批量采購請(qǐng)以原廠COA及正式Data Sheet為準(zhǔn)。
六、注塑加工工藝推薦與注意事項(xiàng)
(一)原料干燥——POM吸濕低但仍建議干燥
POM平衡吸水率低(<0.3%),但粒料若暴露于高濕環(huán)境或冬春季吸潮,微量水分在高溫下會(huì)致降解(甲醛逸出、銀紋氣泡):
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干燥溫度:80~90℃(建議82℃)
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干燥時(shí)間:新料≥2~3h;受潮料延長至3~4h
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除濕干燥機(jī)露點(diǎn):≤-30℃
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允許含水率:<0.05%
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?? 禁止>100℃長時(shí)間烘烤(POM在空氣下高溫易氧化降解變黃,尤其含PTFE時(shí)熱歷史敏感)
(二)料筒溫度設(shè)定
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加料段(后段/Zone 1):175~190℃(建議180~185℃)——偏低防早熔架橋
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壓縮段(中段/Zone 2):193~210℃(建議200~205℃)
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計(jì)量段(前段/Zone 3):210~225℃(建議215~220℃)
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噴嘴溫度:210~220℃(略低于或接近前段防流涎)
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熔體實(shí)際溫度:建議200~220℃;高不超過230℃(POM熱敏性強(qiáng),超溫易熱降解產(chǎn)生甲醛氣體、制品起泡、螺桿腐蝕;含PTFE更忌過熱碳化)
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薄壁精密件可適當(dāng)提高料溫改善充模;厚壁件偏低減少內(nèi)應(yīng)力
(三)模具溫度
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推薦模溫:60~80℃(一般取70~80℃)——較高模溫促進(jìn)POM結(jié)晶完整,制品表面光滑、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力低、耐磨面質(zhì)量好
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過低模溫(<50℃)→充填阻力略增、熔接痕明顯、表面暗淡、內(nèi)應(yīng)力增大
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過高模溫(>90℃)→冷卻時(shí)間延長、脫模困難,但結(jié)晶度高剛性略升
(四)注射與保壓
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注射壓力:60~100 MPa(視投影面積與壁厚,精密小件偏中高壓充分填充)
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保壓壓力:為注射壓力50%~70%,保壓時(shí)間依壁厚調(diào)整(POM結(jié)晶收縮較大,需充分補(bǔ)縮防縮孔,尤在厚筋/凸臺(tái)處)
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螺桿轉(zhuǎn)速:中低30~60 rpm(避免過高剪切熱致局部過熱降解)
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背壓:0.2~0.3 MPa(低背壓助塑化排氣,不宜過高增溫升)
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多級(jí)注射建議:首段低速填流道/澆口防噴射痕(Jetting在POM上易產(chǎn)生表面螺旋紋),次段中高速充型,末段低壓緩充防過保壓殘余應(yīng)力
(五)PTFE改性料特殊注意
1.
清洗螺桿:停機(jī)>30分鐘建議用純POM共聚物(無填充或玻纖低)或PP/PE清洗螺桿;切忌用PA(尼龍)或PC高溫清洗后直接打POM(殘留高溫PA易使POM降解)。換色/換牌號(hào)需徹底清機(jī)。PTFE低表面能,殘料較難洗凈,建議延長清洗時(shí)間或先用少量HDPE過渡再洗。
2.
模具排氣:必須充分排氣(槽深0.01~0.02mm),POM降解產(chǎn)物及被困氣致燒焦或銀紋。
3.
再生料使用:允許摻用本牌號(hào)潔凈無水口料≤10~15%(耐磨/滑動(dòng)件建議≤10%),過量會(huì)降低沖擊、耐磨性及尺寸穩(wěn)定性;回料須重新充分干燥。
4.
避免尖角:PTFE填充POM缺口敏感性增加,零件設(shè)計(jì)圓角R≥0.5mm(推薦R=0.8~1.0mm),避免應(yīng)力集中開裂,尤其受循環(huán)載荷件。
5.
耐化學(xué)品提示:POM耐燃油、機(jī)油、制動(dòng)液、醇類、稀酸堿一般;避免接觸濃硝酸、發(fā)煙、酚類(如苯酚、氯酚)、高溫強(qiáng)堿(>60℃NaOH)——會(huì)使POM迅速降解/溶脹開裂。
6.
安全與環(huán)保:加工時(shí)局部可能逸出微量甲醛氣味(POM熱解特征),車間需通風(fēng);符合RoHS、REACH要求,可提供MSDS及符合性聲明。
7.
存儲(chǔ):未開封存<40℃、RH<60%倉庫,避陽直射,保質(zhì)期通常自生產(chǎn)日起24個(gè)月。
七、小結(jié)
SABIC(原GE/基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料)LNP? LUBRICOMP? KL003-BK8115(POM共聚物+15%PTFE黑色耐磨級(jí))是一款專為需自潤滑無油/脂潤滑的精密運(yùn)動(dòng)與滑動(dòng)部件優(yōu)化的注塑級(jí)改性聚甲醛,憑借動(dòng)摩擦系數(shù)≈0.35(顯著低于純POM)、磨損因數(shù)降低50%+、拉伸強(qiáng)度48MPa、彎曲模量2210MPa、[email protected]=97℃、極低吸水率(0.29%)帶來尺寸穩(wěn)定性及優(yōu)良耐油/耐溶劑性,成為打印機(jī)/復(fù)印機(jī)齒輪、辦公設(shè)備軸承襯套、汽車門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)件、自動(dòng)化滑塊及各類低速中載干摩擦件的主流選材。配合規(guī)范干燥(80~90℃/2~3h)、熔溫控制(200~220℃勿超230℃)、較高模溫(70~80℃)及合理多級(jí)注射與低應(yīng)力設(shè)計(jì),可獲得高良率、尺寸精密、耐磨壽命長的優(yōu)質(zhì)制件。