Tekstolit jest laminatem, który powstaje w wyniku połączenia tkaniny bawełnianej z żywicą fenolową. Prasowany jest w wysokiej temperaturze, a wskutek technologii produkcji zyskuje takie właściwości jak termoizolacyjność i stabilność wymiarową w temperaturze 120°. Te cechy sprawiają, że tekstolit jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym naszych czasów, choć od jego upowszechnienia minęło już około 70 lat.
Produkowany jest w postaci rur, płyt, prętów i wyprasek kształtowych, które zazwyczaj występują w charakterystycznym, brązowym kolorze. Inne nazwy handlowe tekstolitu to rezotex, novotex, textit, turbax i tufnol.
Często spotykana nazwa to także tekstolit szklany, jednak w przypadku tego materiału jest myląca. Odnosi się ona do laminatu szklano-epoksydowego, czyli potocznie do szkła epoksydowego.
Tekstolit doskonały do pracy w wysokiej temperaturze
Większość tworzyw sztucznych podczas pracy w podwyższonej temperaturze odkształca się i traci swoje właściwości. Inaczej jest z tekstolitem, który dedykowany jest do pracy w wysokiej temperaturze — materiał ten nie topi się i nie odkształca — jego wytrzymałość to 120°C pracy ciągłej i 180°C pracy chwilowej. To bawełniano-fenolowe tworzywo wytrzymuje około 20 000 godzin pracy, co w przybliżeniu daje około 830 dni. Dopiero po tym czasie tekstolit stopniowo traci swoje właściwości, a wykonane z niego części należy wymienić na nowe.
Dzięki odporności na działanie wysokiej temperatury i właściwościom elektroizolacyjnym tekstolit jest najczęściej wykorzystywany w przemyśle hutniczym, metalowym i maszynowym.
Tekstolit rezotex turbax - doskonały elektroizolator
Elektroizolacyjne właściwości tekstolitu należą do jego podstawowych zalet. W połączeniu z odpornością na wysoką temperaturę, tworzywo to jest powszechnie stosowane jako izolacja urządzeń elektrycznych, narażonych na długotrwałe działanie podwyższonej temperatury. Dzięki swoim właściwościom tekstolit dobrze sprawdza się w takich urządzeniach jak aparatura rozdzielcza, silniki elektryczne, transformatory olejowe itp.
Właściwości tekstolitu
Tekstolit jest materiałem posiadającym w pełni usieciowaną strukturę i zbrojonym tkaniną, dlatego jest bardzo wytrzymały na naciski i uderzenia. Cechuje się również małą wrażliwością na działanie podwyższonej temperatury – nie topi się i nie zmienia kształtów pod wpływem jej działania. Oto kilka jego najważniejszych właściwości:
-
właściwości elektroizolacyjne,
-
wysoka wytrzymałość obciążeniowa, statyczna i dynamiczna,
-
odporność na podwyższone temperatury (120°C przy pracy ciągłej i 180°C przy pracy chwilowej)
-
odporność na nacisk, duża stabilność wymiarowa
-
praca w oleju i w powietrzu,
-
niski współczynnik tarcia, dobre właściwości ślizgowe, małą ścieralność
-
samo smarowność i samodocieralność
-
dzięki zastosowaniu „usztywniającej” tkaniny bawełnianej – odporny na „pełzanie”,
-
zdolność do tłumienia drgań i cichobieżność,
-
łatwość w obróbce mechanicznej, dobra skrawalność i obrabialność (obróbka mechaniczna tego materiału została omówiona w dalszej części tego artykułu)
-
dobra oporność na chemikalia,
-
niski ciężar właściwy,
Tekstolit jak każdy materiał techniczny opisywany jest przez określone parametry techniczne, które pomagają zaopatrzeniowcom oraz technologom w podejmowaniu decyzji o wyborze danego tworzywa. Jest to szereg informacji mówiących o reakcji na dany czynnik.
Poniżej parametry techniczne na podstawie normy STN EN 60893-1, STN EN 60893-2:
- Gęstość - 1,3- 1,4 g/ cm3
-
Giętkość naprężenia w przebiciu izolacji prostopadłej do warstw - 110 MP
-
Odporność na uderzenia (młot wahadłowy Charpy'ego) równolegle do warstw) - 7,0 kJ/m2
-
Pozorny moduł elastyczności w giętkości - 7000 MPa
-
Elektryczna wytrzymałość w 90oC w oleju prostopadle do warstw dla grubości 3 mm - 1,5 kV
-
Napięcie przebicia w 90oC w oleju równolegle do warstw - 1,0 kV
-
Odporność na zmęczenie cieplne - 120 T.I
-
Wchłanianie wody dla grubości 3 mm - 249 mg
Z uwagi na swoje właściwości tekstolit wykorzystywany jest w przemyśle hutniczym i maszynowym jako materiał konstrukcyjny w takich elementach jak:
-
łożyska i tuleje ślizgowe,
-
prowadnice,
-
koła i listwy zębate,
-
pierścienie uszczelniające,
Znajduje zastosowanie również w przemyśle elektrotechnicznym jako elementy elektroizolacyjno-konstrukcyjne transformatorów olejowych i silników elektrycznych oraz aparatury rozdzielczej niskiego i średniego napięcia.
Aby mieć pewność, że tworzywo tekstolitowe będzie miało omówione w artykule właściwości, warto upewnić się, czy posiada stosowny atest bezpieczeństwa.
Różne rodzaje tekstolitu
Tekstolit jest uniwersalnym tworzywem i występuje w następujących rodzajach:
|
Rodzaj tekstolitu |
Zastosowanie i właściwości |
|
TCF-1 |
Zastosowania elektryczne - dobre właściwości dielektryczne i obniżona chłonność wody. |
|
TCF-2 |
Zastosowania konstrukcyjne i elektryczne niskonapięciowe |
|
TCF-4 |
Dzięki gęsto tkanej tkaninie ma zastosowania konstrukcyjne i bardzo dobre właściwości mechaniczne. Odpowiedni do małych elementów i precyzyjnej obróbki mechanicznej. |
|
TCF-5 |
Najbardziej rozpowszechniony rodzaj tekstolitu – posiada zastosowania konstrukcyjne i elektryczne niskonapięciowe |
Ponadto każdy z rodzajów tekstolitu może pracować w oleju, jest odporny na chemikalia, jest samosmarowny i ma niski współczynnik tarcia. Z uwagi na swoje właściwości jest doskonałym tworzywem konstrukcyjnym w takich elementach jak łożyska i tuleje ślizgowe, blaty, elementy elektroizolacyjne, prowadnice, koła i listwy zębate, pierścienie uszczelniające itp.
Zastosowanie tekstolitu w produkcji łożysk
Elementy tekstolitowe, m.in. tuleje tekstolitowe, stosuje się w przemyśle maszynowym oraz hutniczym jako materiał konstrukcyjny w łożyskach ślizgowych, tocznych oraz wielu innych.
W łożyskach większych wymiarów oraz łożyskach pracujących w specjalnych warunkach często stosowane są masywne koszyki mosiężne, natomiast przy wysokich prędkościach obrotowych stosuje się lekkie koszyki masywne z tworzyw sztucznych (poliamid, tekstolit).
Z termoutwardzalnego tworzywa, jakim jest tekstolit rezotex turbax, wykonuje się masywne kosze, które przeznaczone są do łożysk szybkoobrotowych, stosowanych do łożyskowania wrzecion obrabiarek. Kosze te ze względu na swój niewielki ciężar charakteryzują się niskim momentem bezwładności, który z kolei pozwala na rozwijanie bardzo dużej prędkości obrotowej. Poziom drgań koszy tekstolitowych w stosunku do innych materiałów jest najniższy, a temperatura ciągłej pracy może przekraczać 100°C.
Tekstolit jest szczególnie zalecany na łożyska walcarek w metalurgii, gdzie materiał łożyskowy musi sprostać potężnym naciskom statycznym i dynamicznym, pracując w podwyższonej temperaturze i w wysokiej wilgotności (smarowanie wodą). Zdolność samodocierania i mała wrażliwość na zanieczyszczenia (pochłanianie twardych cząstek) umożliwia półotwartą konstrukcję układu łożyskującego.
Łożyska toczne, w których zastosowano koszyki z tekstolitu, działają bezobsługowo i nie wymagają smarowania. Koszyk z tekstolitu przed zamontowaniem zanurza się w gorącym oleju, co powoduje jego głęboką impregnację i nadaje mu właściwości smarne. Ta cecha ma szczególne znaczenie w łożyskach szybkobieżnych (do 40000 obr/min), ze względu na kłopoty z utrzymaniem smaru w łożysku i zjawiskami termicznymi.
Płyta tekstolit, wałek oraz tuleja tekstolitowa
Tekstolit produkowany jest w takich formach jak:
- wałki tekstolitowe
- tuleje tekstolitowe
- płyty z tekstolitu
Z powyższych elementów wycinane są części do maszyn i urządzeń. Dostępne są one w różnych rozmiarach i w zależności od potrzeb dostępne są:
- płyta tekstolit rezotex turbax – grubość od 0,5 mm do 90 mm, format 1000 mm x 1000 mm i 1000 mm x 2000 mm
- wałki tekstolitowe – grubość od 8 mm do 220 mm, najczęściej o długości od 500 mm do 1000 mm
Oprócz najczęściej występujących rozmiarów płyt, wałków i tulei tekstolitowych, dostępne są również formatki w rozmiarach niestandardowych. Tekstolit dostępny jest u nas od ręki, zapewniamy szybką dostawę.
Tekstolit turbax rezotex – obróbka
Podstawową zasadą, jaką należy się kierować podczas obróbki tworzyw sztucznych, jest maksymalne ograniczanie ich nagrzewania, by uniknąć zmian wymiarowych, topnienia oraz zmiany barwy. Oczywiście jest to ściśle związane z typowymi właściwościami tworzyw, takich jak niższa przewodność cieplna oraz stosunkowo niska temperatura topnienia.
W związku z powyższym:
-
konieczne jest zastosowanie chłodzenia w trakcie obróbki, gdzie wydziela się duża ilość ciepła /np. wiercenie/
-
należy zapewnić dobre odprowadzanie wody
-
narzędzia powinny być gładkie i dobrze naostrzone
-
narzędzia powinny posiadać odpowiedni kąt przyłożenia, by jedynie krawędź tnąca stykała się z obrabianym materiałem
Narzędzia wykorzystywane do obróbki tekstolitu powinny być wykonane ze stali węglowej, stali szybkotnącej oraz stali twardej. Do szczególnych zastosowań- np. w przypadku dużych partii obróbkowych czy półproduktów wzmocnionych włóknami szklanymi, czy węglowymi stosuje się narzędzia z płytkami z węglików wolframowych lub z diamentami.
Do chłodzenia podczas obróbki zalecane są emulsje olejowe. Jednakże nie należy ich stosować przy obróbce materiałów łatwo ulegających pękaniu powierzchni podczas obróbki skrawaniem. W tych przypadkach odpowiednimi chłodziwami są czysta woda lub sprężone powietrze.
Tolerancje obróbcze stosowane do obrabiania elementów z tworzyw sztucznych są znacznie większe niż w przypadku elementów wykonanych z metalu. Standardowo przyjmuje się dla części toczonych i frezowanych tolerancję obróbczą 0,1 do 0,2 % wymiaru nominalnego, bez dodatkowych wymagań ( tolerancja minimalna 0,05 mm dla małych wymiarów ).
WIERCENIE
Jedną z metod obróbki półproduktów z tworzyw sztucznych jest wiercenie. Dobrze sprawdzają się tutaj wiertła ze stali szybkotnących, jednak podczas tego procesu powstaje bardzo duża ilość ciepła, w związku z tym KONIECZNE jest stosowanie chłodzenia. Aby poprawić odprowadzenie wiórów oraz ograniczyć nagrzewanie należy często oczyszczać otwory a głównie otwory głębokie. Dla otworów o dużych średnicach zaleca się stosować wiertło o cienkim rdzeniu, by ograniczyć siły tarcia, czyli wydzielane ciepło. Przy drążeniu lub wierceniu otworów na wylot, należy przed momentem wyjścia wiertła z tworzywa zmniejszyć posuw tak, by nie dopuścić do gwałtownego wyjścia narzędzia z obrabianego detalu. W przeciwnym wypadku może dojść do wykruszania tworzywa. W przypadku wiercenia nie zaleca się stosowania wiertarki ręcznej, ponieważ doprowadza to do powstania naprężeń materiałowych oraz niedokładności obróbki.
FREZOWANIE
W przypadku tej metody można stosować tu frezy do metali lekkich. Jednak optymalnie jest stosowanie frezów ze wstawianymi nożami, gdyż w tym przypadku dochodzi do lepszego odprowadzania wiórów.
CIĘCIE
Do tej operacji należy stosować piły taśmowe, piły tarczowe oraz pilarki ramowe, których zęby są od siebie znacznie oddalone, z odpowiednim kanałem do dobrego odprowadzania wiórów. Wymagane jest, by zęby były bardzo dobrze naostrzone celem pominięcia tarcia pomiędzy piłą a elementem oraz w celu dociskania od tyłu krawędzi tnącej, co powoduje nadmierne nagrzewanie się i w efekcie może doprowadzić do zablokowania się piły. Ważne jest by detal był prawidłowo zamocowany by wyeliminować drgania co doprowadza do nierównego cięcia.
Mimo upływu lat i wprowadzanych na rynek tworzyw sztucznych innowacji tekstolit wciąż świetnie sprawdza się w swojej roli i jest powszechnie stosowany. Dzieje się tak za sprawą jego właściwości elektroizolacyjnych, konstrukcyjnych oraz odporności na wysoką temperaturę. Warto również wspomnieć, że cena tekstolitu jest przystępna i stanowi dodatkowy atut tego tworzywa.
