關(guān)于提高聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的研究
針對聚四氟乙烯材料在機(jī)械加工中的切削力小、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)較大、熔點(diǎn)低的工藝特點(diǎn)，研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機(jī)械加工工藝中出現(xiàn)的難點(diǎn)及問題，提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法。
聚四氟乙烯；機(jī)械加工；切削方法
聚四氟乙烯（Polyterafluoroethlene，簡稱PTFE），由于其良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕性、密封性，阻燃性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的耐力等特性，在在石油化工、電子電氣、、航空、航天、機(jī)械等多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用[1]。通常情況下，聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金屬切削機(jī)床上進(jìn)行，但與金屬材料切削加工相比，其加工規(guī)范性還不是很完善，它的可切削性、切削規(guī)律、結(jié)構(gòu)和切削量均與金屬材料的加工有所不同，采用用傳統(tǒng)的加工工藝和工裝加工往往達(dá)不到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度要求。本文主要針對聚四氟乙烯乙烯材料性能特點(diǎn)，對聚四氟乙烯材料的切削加工特點(diǎn)及其改善措施進(jìn)行了研究探討。
1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點(diǎn)及切削參數(shù)的選取 聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強(qiáng)度都相對較小，其拉伸強(qiáng)度為21-28MPa，彎曲強(qiáng)度為11-14MPa，伸長率為250%-300%。在應(yīng)力長期作用下會(huì)變形，過載時(shí)容易出現(xiàn)蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點(diǎn)，導(dǎo)致其在切削加工時(shí)具有特的工藝特點(diǎn)。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點(diǎn)
（1）切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強(qiáng)度、硬度均較低，在相同的切削條件下，切削45鋼的主切削力是切削聚四氟乙烯材料的14-20倍[2]。
（2）聚四氟乙烯材料具有較小的導(dǎo)熱系數(shù)，僅為0.27W/M·K-1，加之較低的耐熱溫度，其耐熱溫度僅為250℃。若切削量過大、切削速度較高，工件的切削溫度則會(huì)升高，會(huì)使聚四氟乙烯材料發(fā)生軟化，甚至出現(xiàn)熔化、焦化和“粘刀”現(xiàn)象。
（3）聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系數(shù)，因此聚四氟乙烯材料在切削過程中會(huì)因摩擦產(chǎn)生較大的熱量，容易和工件的局部過熱，從而導(dǎo)致聚四氟乙烯工件受熱發(fā)生彈性變形，終影響聚四氟乙烯材料工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。
（4）相對于金屬材料，聚四氟乙烯的彈性模量很低，當(dāng)切削加工進(jìn)給量過大或轉(zhuǎn)速過快時(shí)，較大的加工摩擦力以及施加給工件的力共同作用，導(dǎo)致聚四氟乙烯工件產(chǎn)生較大的變形，從而影響聚四氟乙烯工件的加工精度。
1.2聚四氟乙烯材料切削參數(shù)的合理選取
（1）材料的選擇 聚四氟乙烯材料在切削時(shí)，材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對于而言，工件材料的硬度較低，因此的硬度對于聚四氟乙烯材料工件的加工質(zhì)量影響不大。
（2）的幾何參數(shù) 前角：對于聚四氟乙烯材料，由于工件材料強(qiáng)度、硬度較低，應(yīng)選取相對較大的前角，從而減小切削力并降低切削熱。 后角：聚四氟乙烯材料硬度、強(qiáng)度低，塑性越大，因此在機(jī)械加工時(shí)應(yīng)選擇較大的后角，從而減小和聚四氟乙烯工件之間的摩擦力，進(jìn)而降低工件的局部過熱現(xiàn)象，提高工件表面的加工質(zhì)量。
（3）切削參數(shù)的選取 由于聚四氟乙烯材料強(qiáng)度低、硬度小，相對于金屬制品而言，在切削加工時(shí)可以選擇相對較大的切削量和較高的切削速度，但聚四氟乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)低，且具有較高的熱膨脹系數(shù)大，在較大的進(jìn)給量和較高的切削速度下又容易發(fā)生局部過熱引起的變形、焦化等現(xiàn)象。因此為了提高聚四氟乙烯材料的加工質(zhì)量及加工精度，在一定加工效率的前提下，應(yīng)盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。

可溶性聚四氟乙烯(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)有什么區(qū)別
是化學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)別：

PFA加入了全氟烷氧基，相當(dāng)于PTFE中的一個(gè)氟原子被全氟烷氧基所取代。某個(gè)碳直接連上一個(gè)氧，然后氧再連一個(gè)全氟甲基或全氟乙基之類的基團(tuán)。和PTFE相比，降低了熔融粘度有利于加工。其余性質(zhì)跟PTFE差的不太多的。
其次是應(yīng)用的區(qū)別：
PFA--具有聚四氟乙烯相同的各種性能，而且具有良好的熱塑性，可用普通熱塑性樹脂的加工方法進(jìn)行熱塑加工。是四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚以一定比例在含有全氟羧酸鹽分散劑，過硫酸鹽引發(fā)劑的水介質(zhì)聚制得的,觀為白色半透明的顆粒。
不僅具有與聚四氟乙烯相同的使用溫度，而且在250℃時(shí)有更好的機(jī)械強(qiáng)度(約2～3倍)，且耐應(yīng)力開裂性能優(yōu)良。其加工范圍寬，成型性能好，適合于壓塑、擠塑、注塑、傳遞模塑等成型加工?？芍谱麟娋€電纜絕緣護(hù)套、高頻及頻絕緣零件、化工管道、閥門和泵的耐腐蝕襯里；機(jī)械工業(yè)用特殊零配件、輕紡工業(yè)用各種防腐材料、聚四氟乙烯防腐襯里等焊條。
由可熔性聚四氟乙烯粒料擠出制得,外觀為半透明乳白色、表面光滑、截面致密均勻。于聚四氟乙烯板、管的焊接，使聚四氟乙烯形狀簡單的制品，焊接成形狀復(fù)雜、尺寸較大的制件。
水分散液為四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚共聚反應(yīng)得到的共聚物加入乳化劑，于一定溫度下濃縮后所得。固含量為30％±1％。外觀為乳白色或淡黃色半透明。具有可熔性聚四氟乙烯樹脂所具有的各種優(yōu)良性能。能在260℃下長期使用，并以其的防黏、防腐、易加工性能開發(fā)成的涂料，可噴涂、浸漬，被大量地應(yīng)用于復(fù)印技術(shù)及食品工業(yè)中作為防黏、防腐材料。

聚四氟乙烯超細(xì)粉是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)而得到的分散。可用作塑料、橡膠、油墨、涂料、潤滑油脂的防黏、減摩、阻燃添加劑。
特性能：
產(chǎn)品純度，分子量低于1萬以下，粒徑在0.5-15μm的PTFE微粉系列，不僅保持著聚四氟乙烯原有的所有優(yōu)良性能，還具有許多特的性能：如無自凝聚性、無靜電效應(yīng)、相溶性好、分子量低、分散性好、自潤滑性高、摩擦系數(shù)降低明顯等等。
用途：
聚四氟乙超細(xì)微粉可以單作固體使用，也可以作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。與塑料或橡膠混合時(shí)可用各種典型的粉末加工方法，如共混等，加入量為5～20%，在油和油脂中添加聚四氟乙烯微粉，可降低摩擦系數(shù)，只要加百分之幾，可提高潤滑油的壽命。