Keausan Plastik:Apa Penyebabnya dan Cara Menghindarinya

Keausan plastik, seperti gesekan, adalah fenomena yang kompleks. Itu terjadi sebagai dua permukaan  meluncur atau berguling satu sama lain dan gaya gerak relatif secara bertahap menghilangkan materi. Dua mekanisme keausan yang umum adalah adhesi dan abrasi. Keausan perekat terjadi ketika permukaan kawin meluncur satu sama lain dan fragmen dari satu permukaan terlepas dan menempel pada yang lain. Dalam bahan yang dilumasi, puing-puing yang dihasilkan membentuk bubuk halus pada permukaan kawin. Ini adalah mekanisme keausan utama termoplastik dalam kontak gosok.

Keausan abrasif, di sisi lain, terjadi ketika permukaan yang lebih keras menggores atau mengikis pasangannya. Jenis keausan ini ditandai dengan lekukan atau gouge yang terpotong pada permukaan bagian. Partikel copot seperti serat kaca dapat berguling di antara permukaan yang menyebabkan abrasi parah. Polimer dengan ketangguhan bawaan membantu mengurangi keausan abrasif.

Keausan plastik dapat menyebabkan kebebasan bergerak yang tidak diinginkan atau kehilangan presisi atau keduanya. Bahkan kehilangan material dalam jumlah yang relatif kecil dapat menyebabkan kegagalan sistem. Meskipun sistem tribologi yang dirancang dengan baik tidak dapat sepenuhnya menghilangkan penghilangan material, ini dapat mengurangi keausan hingga tingkat yang tidak signifikan.

Kualitas keausan termoplastik pelumas sangat berbeda. Desain yang menggunakan plastik di atas logam memiliki performa terbaik. Namun desain yang membutuhkan plastik-di-plastik dapat dibuat agar berkinerja baik dengan menggunakan polimer yang berbeda dengan satu atau beberapa aditif tahan aus seperti PTFE.

Mendesain untuk Pakaian Plastik

Setelah desain sistem siap, insinyur perlu menentukan apakah "keausan yang signifikan" mungkin terjadi. Jika demikian, tingkat keausan harus disesuaikan ke tingkat yang "dapat diterima".

Laju keausan sistem ditentukan oleh interaksi sebagian besar variabel yang dapat dikontrol. Misalnya, variabel struktural termasuk bahan dalam gerakan relatif dan permukaannya selesai, serta bahan antarmuka seperti pelumas dan partikel abrasif. Faktor lainnya adalah jenis gerak — gerak bolak-balik versus gerak kontinu atau geometris (yaitu, meluncur, menggelinding) antar komponen. Kondisi pengoperasian seperti kecepatan, beban, dan suhu juga dapat berdampak.

Seringkali pemilihan bahan untuk bantalan, ring, segel, dan roda gigi bergantung pada faktor-faktor yang sedikit atau tidak ada hubungannya dengan ketahanan aus. Atribut seperti biaya, berat, ketahanan kimia, atau sifat termal dan mekanik dapat mendorong desain ini. Namun demikian, masih mungkin untuk mendapatkan kualitas gesekan dan keausan yang baik bahkan dengan pilihan material yang terbatas.

Ketika senyawa termoplastik tidak berfungsi dengan baik, para insinyur dapat mempertimbangkan untuk mengubah tingkat aditif atau memperkenalkan yang baru. Mereka juga dapat memilih plastik tahan aus yang berbeda atau mengubah bahan permukaan perkawinan atau keduanya untuk meningkatkan kinerja.

Biaya pemakaian sebenarnya bukanlah harga pembelian senyawa, melainkan biaya tersembunyi karena tidak menggunakan termoplastik yang benar sejak awal. Tes standar seperti ASTM D-3702 memberikan indikasi tingkat keausan relatif. Penting untuk membuat prototipe atau melakukan pengujian aplikasi yang sebenarnya setiap kali keausan menjadi masalah.

Menghitung Tingkat Keausan

Keausan dapat diukur secara kuantitatif sebagai laju keausan spesifik, yang merupakan kehilangan volumetrik material selama satuan waktu. Keausan sebanding dengan beban pada spesimen dikalikan dengan jarak perjalanan spesimen. Faktor keausan berasal dari hubungan berikut:

W =K•F•V•T

Dimana k =faktor keausan (in.3 min/ft/lb/hr) 10-10, W =volume keausan (in.3), F =gaya (lb), V =kecepatan (ft/min), T =waktu yang berlalu (jam). Semakin rendah K, semakin tahan aus plastik. Namun, K hanya boleh digunakan sebagai ukuran kinerja relatif saat membandingkan alternatif termoplastik.

Baik tekanan kontak (P) dan kecepatan geser (V) sangat mempengaruhi tingkat keausan material. Kemampuan PV dari bahan bantalan dinyatakan sebagai produk dari P dan V. Setiap bahan memiliki batas PV. Di atas batas ini, material akan gagal. Batas PV, bagaimanapun, lebih konseptual daripada praktis. Nilai PV yang lebih tinggi menunjukkan kemampuan untuk beroperasi di bawah beban yang lebih berat dan kecepatan permukaan yang lebih cepat. Peningkatan tekanan meningkatkan tingkat keausan dan mengurangi gesekan, sedangkan kecepatan geser yang lebih tinggi meningkatkan keausan dan gesekan.

Pertanyaan? Beri tahu saya di bagian komentar di bawah.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang plastik tahan aus? Unduh panduan materi gratis kami.