PEEK reforçado – GF30, CF30 e grau mancal
PEEK com fibra de vidro, fibra de carbono ou carga de deslizamento (CF/PTFE/grafite)
As cargas levam o PEEK a outro patamar: a fibra de vidro (GF30) aumenta rigidez e estabilidade; a fibra de carbono (CF30) dá rigidez ainda maior, melhor condução de calor e desgaste baixo; o grau mancal (fibra de carbono, PTFE e grafite, como TECAPEEK PVX e Ketron HPV) foi feito para deslizar com carga e alta velocidade sem lubrificação. É o grupo de plásticos com o maior limite PV.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| Sigla (ISO 1043) | PEEK GF30 / CF30 / mancal |
| Comercial | TECAPEEK GF30 natural (Ensinger); Ketron GF30 PEEK (MCAM); TECAPEEK CF30 black (Ensinger); Ketron CA30 PEEK (MCAM); TECAPEEK PVX black (Ensinger); Ketron HPV PEEK (MCAM) |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Tarugo, chapa e tubo | Especificação do fabricante do semiacabado |
| Peça usinada sob desenho | Tolerância ISO 2768 ou do desenho |
Composição e carga
Composição nominal em massa; o grau mancal varia por fabricante
| Componente | Teor |
|---|---|
| PEEK | ≈ 70 % |
| GF30: fibra de vidro | 30 % |
| CF30: fibra de carbono | 30 % |
| Grau mancal: fibra de carbono + PTFE + grafite | ≈ 30 % no total (10 % de cada, conforme o fabricante) |
Propriedades mecânicas
Valores típicos de catálogo do fabricante do semiacabado, 23 °C (GF30, CF30, grau mancal); métodos ISO/ASTM conforme a fonte
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Resistência à tração | GF30: 113 MPa · CF30: 112 MPa · grau mancal: 84 MPa |
| Módulo de elasticidade (tração) | GF30: 6.300 MPa · CF30: 6.000 MPa · grau mancal: 5.500 MPa |
| Alongamento na ruptura | GF30: 5 % · CF30: 10 % · grau mancal: 3 % |
| Resistência à compressão | GF30: 120 MPa · CF30: 111 MPa · grau mancal: 102 MPa |
| Dureza | GF30: Shore D 90 · CF30: Shore D 90 · grau mancal: Shore D 87 |
| Impacto entalhado | GF30: 3 kJ/m² · CF30: 5 kJ/m² · grau mancal: 3 kJ/m² |
Propriedades físicas e térmicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | GF30: 1,53 g/cm³ · CF30: 1,38 g/cm³ · grau mancal: 1,44 g/cm³ |
| Temperatura máxima contínua | 260 °C |
| Temperatura máxima de curta duração | 300 °C |
| Temperatura mínima de serviço | -20 °C |
| HDT (1,8 MPa) | GF30: 316 °C · CF30: 270 °C · grau mancal: 195 °C |
| Fusão ou transição vítrea | 341 °C |
| Expansão térmica linear | GF30: 40 µm/m·K · CF30: 40 µm/m·K · grau mancal: 30 µm/m·K |
| Condutividade térmica | GF30: 0,35 W/m·K · CF30: 0,66 W/m·K · grau mancal: 0,82 W/m·K |
| Absorção de água (24 h) | 0,02-0,03 % |
| Absorção de água (saturação) | GF30: 0,35 % · CF30: 0,3 % · grau mancal: 0,3 % |
| Rigidez dielétrica | GF30: 36 kV/mm |
| Inflamabilidade (UL 94) | V-0 |
Calcule o peso de barra, chapa ou tubo de PEEK reforçado – GF30, CF30 e grau mancal →
Atrito, desgaste e limite PV
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Coeficiente de atrito dinâmico contra aço | GF30: 0,3 (dinâmico, ASTM D3702, 40 psi (0,28 MPa), 50 ft/min (0,25 m/s)) · CF30: 0,13 (dinâmico, ASTM D3702, 40 psi (0,28 MPa), 50 ft/min (0,25 m/s)) · grau mancal: 0,18-0,20 (ASTM D3702 (Ensinger EUA)) |
| Limite PV (pressão × velocidade) | CF30: 0,876 MPa·m/s (MCAM QTM 55007, a seco contra aço, com fator de segurança 4:1 já aplicado; original 25.000 psi·ft/min); 13,5 MPa·m/s (ASTM D3702 (Ensinger EUA), sem fator de segurança informado; original 385.000 psi·ft/min) · grau mancal: 0,701 MPa·m/s (MCAM QTM 55007, a seco contra aço, com fator de segurança 4:1 já aplicado; original 20.000 psi·ft/min); 17,5 MPa·m/s (ASTM D3702 (Ensinger EUA), sem fator de segurança informado; original "500000" sem unidade explícita, presumido psi·ft/min) |
PV e atrito dependem do método de ensaio, do par (aço, inox, rugosidade), da lubrificação e do fator de segurança de cada fabricante: compare valores da mesma fonte e confirme em ensaio nas aplicações críticas.
Resistência química
| Meio | Resistência |
|---|---|
| Ácidos | Boa; limitada em ácidos fortes |
| Bases (álcalis) | Boa (álcalis quentes podem atacar a fibra de vidro) |
| Solventes | Muito boa |
| Hidrocarbonetos e óleos | Muito boa |
| Vapor e água quente | Muito boa |
Formas de fornecimento e medidas
- Tarugo (barra redonda)
- Chapa (placa)
- Tubo e bucha
- Matéria-prima: tarugo (barra redonda), chapa (placa) e tubo, cortados na medida
- Peça usinada sob desenho ou amostra, no mesmo pedido das peças metálicas
- Certificado de conformidade do lote; declaração FDA/UE 10/2011 quando o grau permite
Temperatura de serviço, usinagem e montagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Serviço contínuo até 260 °C, picos curtos até 300 °C; mínima -20 °C (sem carga; com carga, limite pelo HDT e pela fluência). |
| Recozimento (alívio de tensões) | Recozimento de alívio antes de usinagem de precisão, conforme o fabricante. |
| Colagem e soldagem | Colagem com epóxi após preparo; solda por placa quente possível nos graus GF/CF. |
| Usinagem | Fibras são abrasivas: metal duro ou PCD. O CF30 e o grau mancal são condutivos (cavaco em pó escuro). |
Aplicações típicas
- Anéis-guia, buchas e mancais a seco com carga alta
- Anéis de pistão e de desgaste de compressores
- Arruelas de encosto e placas de desgaste
- Peças estruturais leves em alta temperatura
- Substituição de bronze e metal patente em mancais
Alternativas: PTFE com bronze quando a carga é moderada e o custo pesa; PAI (Torlon 4301) para PV e temperatura ainda maiores; bronze SAE 660 com boa lubrificação.
Perguntas frequentes
Quais normas cobrem o PEEK reforçado?
Tarugo, chapa e tubo: Especificação do fabricante do semiacabado. Peça usinada sob desenho: Tolerância ISO 2768 ou do desenho.
Até que temperatura o PEEK reforçado pode ser usado?
Serviço contínuo até 260 °C, picos curtos até 300 °C; mínima -20 °C (sem carga; com carga, limite pelo HDT e pela fluência).
Quais materiais substituem o PEEK reforçado?
PTFE com bronze quando a carga é moderada e o custo pesa; PAI (Torlon 4301) para PV e temperatura ainda maiores; bronze SAE 660 com boa lubrificação.
GF30, CF30 ou grau mancal?
GF30 para rigidez e estabilidade dimensional com custo menor; CF30 para rigidez máxima e desgaste baixo; grau mancal quando a peça desliza com carga e velocidade sem lubrificação.
Por que o PV do PEEK varia tanto entre catálogos?
Cada fabricante mede de um jeito: uns aplicam fator de segurança (a MCAM usa 4:1), outros publicam o limite do ensaio (ASTM D3702). Compare PV da mesma fonte e confirme com ensaio quando a aplicação é crítica.
