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PE-UHMW
ISO N(有色金属)也有资料将其归为 ISO O(其他,ISO 六大分类之外)ISO 被加工材料分类因刀具厂商而异:MAPAL(ISO 513 符号 N 中的加工组 N4-1“热塑性塑料”。未点名这种树脂)为 N[5],Sandvik Coromant 归为 O(Other,ISO 之外,把热塑性塑料和热固性塑料归在一起)[6]。刀具牌号和切削条件,请按所用刀具厂商的分类方式来选择。
超高分子量聚乙烯(结晶性通用塑料,分子量极高,耐磨、耐冲击)。ISO 21304-1 将 190℃、21.6 kg 下 MFR 小于 0.1 g/10 min 者定为 PE-UHMW。标准为 ISO 21304-1:2019(旧 ISO 11542-1)、ASTM D4020。
📄相关标准(ISO、ASTM、JIS)
规定塑料材料、型材的标准。标准正文为收费内容,因此仅收录在标准组织的公开页面等处确认过的标题和范围。
| 标准 | 内容 | 可信度 |
|---|---|---|
| ISO 21304-1:2019 | PE-UHMW 材料的命名标准。旧 ISO 11542-1:2001 已废止Plastics — Ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE-UHMW) moulding and extrusion materials — Part 1: Designation system and basis for specifications | 多份资料一致[1][2] |
| ISO 21304-2:2021 | 试样的制备与性能的测定方法Plastics — Ultra-high-molecular-weight polyethylene (PE-UHMW) moulding and extrusion materials — Part 2: Preparation of test specimens and determination of properties | 多份资料一致[11] |
| ASTM D4020 | 未改性均聚物 UHMW-PE 原料(粉、粒)的识别。并不提供设计用数据Standard Specification for Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene Molding and Extrusion Materials | 多份资料一致[3] |
ASTM 标准一览见 ASTM 标准速查表。
📋主要性能(典型值)
塑料的性能会因厂商、牌号、成型方法而异。数值为厂商公布的典型值,并非保证值。设计时请查阅所用牌号的数据表。
| 项目 | 数值 | 试验方法 | 数值来源 |
|---|---|---|---|
| 抗拉强度(屈服) | 19 MPa | ISO 527-1/-2(DIN EN ISO 527-1) | 代表值(MCG TIVAR 1000 Virgin UHMW-PE、Ensinger TECAFINE PE1000 natural) 多份资料一致[4][7] |
| 抗拉强度(屈服,ASTM) | 3100 psi | ASTM D638(73°F) | 代表值(Röchling Polystone M natural,ASTM 版)。约 21 MPa 单一资料·仅供参考[8] |
| 拉伸模量 | 750 MPa | ISO 527-1/-2 | 代表值(MCG TIVAR 1000) 单一资料·仅供参考[4] |
| 拉伸模量 | 700 MPa | DIN EN ISO 527-1 | 代表值(Ensinger TECAFINE PE1000 natural) 单一资料·仅供参考[7] |
| 弯曲模量 | 87 ksi | ASTM D790 | 代表值(MCG TIVAR 1000,ASTM 栏)。约 600 MPa。ISO 178 栏为空 单一资料·仅供参考[4] |
| 弯曲强度(ASTM) | 3500 psi | ASTM D790 | 代表值(MCG TIVAR 1000、Röchling Polystone M natural)。TIVAR 的 ISO 178 值为 17 MPa 多份资料一致[4][8] |
| 邵氏硬度 | 60 Shore D | ISO 868 | 代表值(MCG TIVAR 1000、Ensinger TECAFINE PE1000 natural) 多份资料一致[4][7] |
| 邵氏硬度(ASTM) | 66 Shore D | ASTM D2240 | 代表值(MCG TIVAR 1000,ASTM 栏) 单一资料·仅供参考[4] |
| 邵氏硬度(ASTM) | 62〜66 Shore D | ASTM D2240 | 代表值(Röchling Polystone M natural,ASTM 版) 单一资料·仅供参考[8] |
| 热变形温度(1.8 MPa) | 42 ℃ | ISO 75-1/-2 A 法 | 代表值(MCG TIVAR 1000)。同一资料的 ASTM D648 栏为 116°F 单一资料·仅供参考[4] |
| 负荷变形温度(264 psi) | 108 °F | ASTM D648 | 代表值(Röchling Polystone M natural,ASTM 版)。约 42℃ 单一资料·仅供参考[8] |
| 长期使用温度(参考值) | 80 ℃ | MCG 为空气中 20,000 小时(抗拉强度降至约 50% 的温度)/Ensinger 为使用温度范围的上限 | 参考值(MCG TIVAR 1000,Ensinger TECAFINE PE1000 natural 为 -260~+80℃)。Röchling ASTM 版的最高使用温度(空气中)为 180°F 多份资料一致[4][7] |
| 线膨胀系数 | 18 ×10⁻⁵/K | DIN EN ISO 11359-1;2 | 代表值(Ensinger TECAFINE PE1000 natural) 单一资料·仅供参考[7] |
| 线膨胀系数 | 200 µm/(m·K) | 23~100℃(未注明试验方法) | 代表值(MCG TIVAR 1000)。相当于 20×10⁻⁵/K 单一资料·仅供参考[4] |
| 线膨胀系数(ASTM) | 110 µin/(in·°F) | ASTM E831(TMA,-40~150℃,MCG)/ASTM D696(Röchling,1.1×10⁻⁴ in/in/°F) | 代表值(MCG TIVAR 1000、Röchling Polystone M natural) 多份资料一致[4][8] |
| 吸水率(23℃ 水中 24h) | 0.01 % | DIN EN ISO 62 | 代表值(Ensinger TECAFINE PE1000 natural)。Röchling ASTM 版为 <0.01%(ASTM D570) 单一资料·仅供参考[7][8] |
| 吸水率(23℃ 水中 24h) | 0.1 % | ISO 62 | 代表值(MCG TIVAR 1000)。饱和吸水率也是 0.1% 单一资料·仅供参考[4] |
| 绝缘击穿强度 | 45 kV/mm | IEC 60243-1(MCG)/ASTM D149(Röchling) | 代表值(MCG TIVAR 1000、Röchling Polystone M natural) 多份资料一致[4][8] |
| 绝缘击穿强度 | 44 kV/mm | IEC 60243-1 | 代表值(Ensinger TECAFINE PE1000 natural) 单一资料·仅供参考[7] |
| 熔点 | 135 ℃ | ISO 11357-1/-3(DSC,10℃/min) | 代表值(MCG TIVAR 1000)。Röchling ASTM 版为 266~275°F(ASTM D3418) 单一资料·仅供参考[4][8] |
⚖密度
0.93 g/cm³
MCG TIVAR 1000(ISO 1183-1)、Ensinger TECAFINE PE1000 natural、Röchling Polystone M natural(ASTM D792)
用此材料计算重量 →📊图示
抗拉强度在全部 62 种材料中处于什么位置
🏷主要产品名称(厂商)
同一种树脂往往以厂商的产品名称来称呼。这些名称均为各公司的商标。
- TIVAR 1000(Mitsubishi Chemical Group(原 Mitsubishi Chemical Advanced Materials))数据表中写有“TIVAR is a registered trademark of Mitsubishi Chemical Advanced Materials”[4]
- Polystone M(PE 1000)(Röchling)写作 Polystone®[12]
- TECAFINE PE1000(Ensinger)Ensinger 的型材[7]
- HI-ZEX MILLION(三井化学)原料树脂。三井化学页面的写法为 HI-ZEX MILLION™[13]
- Newlight(作新工业,三井化学集团)超高分子量聚乙烯成形品。三井化学新闻稿中的写法为 Newlight®。物性表因无法连接作新工业网站而未获取[14]
🔧切削加工性与加工注意事项(资料记载)
- MCG(机械加工指南):热导率低、熔点低,要点是不让热量积聚、把切屑排离(防止变形、应力、熔融)。UHMW-PE 等较软的材料,将进给和速度开到最大,让切屑离开刀具,以防粘结和缠绕。使用后角大的刀具、2~3 刃且大螺旋角的立铣刀,以及吹气。高速钢即可,但硬质合金刚性更高。除钻孔、切断外通常不需要切削液[9]
- MCG 的加工条件(TIVAR UHMW-PE,高速钢或硬质合金):车削 后角 5~15°、前角 0~10°、进给 0.05~0.5 mm/rev、200~500 m/min。铣削 后角 5~15°、前角 0~15°、进给 ≤ 0.5 mm/齿、200~500 m/min。钻孔 后角 5~10°、前角 3~5°、顶角 90~120°、进给 0.1~0.3 mm/rev、50~100 m/min。圆锯 后角 10~15°、前角 0~15°、齿距 8~45 mm、1,000~3,000 m/min,带锯 后角 25~40°、前角 0~8°、齿距 4~10 mm、50~500 m/min[9]
- 退火:MCG 推荐 PE-(U)HMW 为 130℃,升温 10~20℃/h,保温 10 分钟/mm,冷却 5~10℃/h(空气、氮气、油)。对精度要求严格的零件,按粗加工→退火→轻微精加工进行。退火过程中用夹具约束形状,炉内温度保持在 ±3℃[9]
- Röchling(型材加工的一般注意事项):塑料不易导热,温度升得过高会使表面软化、发粘,材料也可能受损。把切屑充分排出是最好的冷却。要保证尺寸稳定,前提是使用低应力的坯料,该公司的型材已经过退火。去除量大的高精度零件,在最后工序之前有时需要中间退火[10]
📚出处
按数值逐一用编号标示的一手资料(厂商、行业协会、标准组织的公开资料)。
- iso.org https://www.iso.org/standard/70506.html
- iso.org https://www.iso.org/standard/30102.html
- astm.org https://www.astm.org/Standards/D4020.htm
- mcam.com https://www.mcam.com/mam/datasheets/PE-TIVAR%C2%AE%201000%20UHMW-PE%20natural_en_US.pdf
- mapal.com https://mapal.com/medias/sys_master/root/hea/hd5/10787307716638/MMG-2025__EN/MMG-2025-EN.p…
- sandvik.coromant.com https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/materials/workpiece-materials
- ensingerplastics.com https://www.ensingerplastics.com/en-gb/shapes/products/polyethylene-tecafine-pe-1000-natur…
- roechling.com https://www.roechling.com/us/industrial/materials/thermoplastics/industrial-plastics/pe/pe…
- mcam.com https://www.mcam.com/mam/41701/MCG-Machinist-Toolkit-A4-EU-metric.pdf
- roechling.com https://www.roechling.com/fileadmin/downloads/Roechling_Industrial/Brochures/EN/Lieferprog…
- iso.org https://www.iso.org/standard/77189.html
- roechling.com https://www.roechling.com/industrial/materials/thermoplastics/industrial-plastics/pe/pe-uh…
- jp.mitsuichemicals.com https://jp.mitsuichemicals.com/en/special/uhmw-pe/
- jp.mitsuichemicals.com https://jp.mitsuichemicals.com/jp/release/2023/2023_0824/index.htm
其他材料
工程塑料