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、熔點低的工藝特點，研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機械加工工藝中出現(xiàn)的難點及問題，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床上進行，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不到產(chǎn)品的設(shè)計精度要求。本文主要針對聚四氟乙烯乙烯材料性能特點，對聚四氟乙烯材料的切削加工特點及其改善措施進行了研究探討。
1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點及切削參數(shù)的選取 聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強度都相對較小，其拉伸強度為21-28MPa，彎曲強度為11-14MPa，伸長率為250%-300%。在應(yīng)力長期作用下會變形，過載時容易出現(xiàn)蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點，導(dǎo)致其在切削加工時具有特的工藝特點。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點
（1）切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強度、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升高，會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)切削加工進給量過大或轉(zhuǎn)速過快時，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，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、強度低，塑性越大，因此在機械加工時應(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度低、硬度小，相對于金屬制品而言，在切削加工時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。

聚四氟乙烯乳液和粉末的應(yīng)用：
可用于棒、管、板、電纜料、生料帶等材料的制作，經(jīng)二次加工還可制成薄板、薄膜及各種異型制品，還可用作、稠化劑。
可作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。
可推壓成型制成薄壁管、細(xì)棒材、異型棒材、電線電纜絕緣層、滾壓成薄帶作管道絲扣密封材料。
用于機械、電子、化工等工業(yè)，用于噴涂、浸漬等。
用于制浸漬涂料。
可制成棒、板、管材、薄膜及各種異型制品，用于航天、化工、電子、機械、等領(lǐng)域。
可制成高絕緣性電器零件、耐高頻電線電纜包皮、耐腐蝕化學(xué)器皿、耐高寒輸油管、等。
用于電池、纖維布等。
聚四氟乙超細(xì)微粉可以單作固體潤滑劑使用，也可以作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。

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?？捎米魉芰?、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。

懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂為白色顆粒，流動性好，具有的電性能，化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)。
用途：適用于加工各種要求的板，棒等。不僅能加工復(fù)雜的四氟制品，還能適用于大板材的模壓成型，等壓模壓成型，自動模壓成型，以及精密柱塞擠出成型。PTFE造粒料有利于自動化加工，可以縮短成品的加工周期。
又稱低分子量聚四氟乙烯微粉，或聚四氟乙烯超細(xì)粉，或聚四氟乙烯蠟，為白色微粉狀樹脂，是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)得到的分散液再經(jīng)凝聚、洗滌、干燥而制得，具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐寒性、低摩擦性、不粘性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能等優(yōu)能。另外由于其平均粒徑小，所以具有很好的分散性，容易均勻地與其他材料共混。
用途：聚四氟乙烯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。其分散液還可作脫模劑。
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂為白色顆粒，熔點327℃，具有良好的流動性，低摩擦系數(shù)，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及的化學(xué)穩(wěn)定性。
用途：適用于連續(xù)化生產(chǎn)各種規(guī)格的擠壓或推壓管、棒等聚四氟乙烯制品。
懸浮聚四氟乙烯細(xì)顆粒樹脂
懸浮聚四氟乙烯細(xì)顆粒樹脂為白色粉狀顆粒。具有的化學(xué)穩(wěn)定性，的電氣性能和低摩擦系數(shù)等的物理性能。
用途：適用于加工普通模壓制品，適用于加工一般填充制品，適用于模壓成型的車削薄膜、車削板等致密制品，適用于加工高強度模壓制品。

聚四氟乙烯板（也叫四氟板，鐵氟龍板，特氟龍板）分模壓和車削兩種，模壓板是由聚四氟乙烯樹脂在常溫下用模壓法成型，再經(jīng)燒結(jié)、冷卻而制成。聚四氟乙烯車削板由聚四氟乙烯樹脂經(jīng)壓坯、燒結(jié)、旋切而成。其制品用途廣，具有為的綜合性能：耐高低溫（-192℃-260℃)、耐腐蝕（強酸、強堿、王水等）、耐氣候、高絕緣、高潤滑、不粘附、害等優(yōu)良特性。聚四氟乙烯板(也叫四氟板,鐵氟龍板,特氟龍板)分模壓和車削兩種，模壓板是由聚四氟乙烯樹脂在常溫下用模壓法成型，再經(jīng)燒結(jié)、冷卻而制成。聚四氟乙烯車削板由聚四氟乙烯樹脂經(jīng)壓坯、燒結(jié)、旋切而成。其制品用途廣，具有為的綜合性能：耐高低溫（-192℃-260℃)、耐腐蝕（強酸、強堿、王水等）、耐氣候、高絕緣、高潤滑、不粘附、害等優(yōu)良特性。聚四氟乙烯（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]）,被美譽為/俗稱“塑料王”，中文商品名“鐵氟龍”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。
聚四氟乙烯板用途
目前，各類聚四氟乙烯制品已在化工、機械、電子、電器、、航天、環(huán)保和橋梁等國民經(jīng)濟領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。
四氟乙烯板適用于-180℃~+250℃溫度下，主要用作電器絕緣材料及接觸腐蝕介質(zhì)的襯里、支承滑塊、道軌密封件及潤滑材料，富柜家具把它用于輕工業(yè)中，廣泛應(yīng)用于化工、、染料業(yè)容器、貯槽、反應(yīng)塔釜、大型管道的防腐襯里材料；航空、等重工業(yè)領(lǐng)域；機械、建筑、交通橋梁滑塊、導(dǎo)軌；印染、輕工、紡織業(yè)的防粘材料等．
聚四氟乙烯板優(yōu)點
耐高溫——使用工作溫度達250℃。
耐低溫——具有良好的機械韌性；即使溫度下降到-196℃，也可保持5%的伸長率。
耐腐蝕——對大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、能耐強酸強堿、水和各種。
耐氣候——有塑料中的老化壽命。
高潤滑——是固體材料中摩擦系數(shù)者。
不粘附——是固體材料中小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，力學(xué)性能它的摩擦系數(shù)小，僅為聚乙烯的1/5，這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。
害——具有生理惰性，作為和臟器長期植入體內(nèi)無不良反應(yīng)。
電性能聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。
耐輻射性能聚四氟乙烯的耐輻射性能較差（104拉德），受高能輻射后引起降解，高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。應(yīng)用聚四氟乙烯可采用壓縮或擠出加工成型；也可制成水分散液，用于涂層、浸漬或制成纖維。聚四氟乙烯在原子能、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、食品等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料，絕緣材料，防粘涂層等。
耐大氣老化性：耐輻照性能和較低的滲透性：長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。
不燃性：限氧指數(shù)在90以下。
耐酸堿性：不溶于強酸、強堿和。
抗氧化性：能耐強氧化劑的腐蝕。
酸堿性：呈中性。
聚四氟乙烯的機械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。
又稱低分子量聚四氟乙烯微粉，或，或聚四氟乙烯蠟，為白色微粉狀樹脂，是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)得到的分散液再經(jīng)凝聚、洗滌、干燥而制得，具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐寒性、低摩擦性、不粘性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能等性能。另外由于其平均粒徑小，所以具有很好的分散性，容易均勻地與其他材料共混。?
用途：聚四氟乙烯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，就可提高潤滑油的壽命。其有機溶劑分散液還可作脫模劑。
聚四氟乙烯超細(xì)粉?
英文名稱:PTFEmicropowder；PTFEwaxCAS號:分子式:?
相關(guān)內(nèi)容概述：是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)而得到的分散聚四氟乙烯微粉。平均粒徑小于5μm，比表面大于10m2/g，摩擦系數(shù)0.06～0.07，潤滑性好，能很好地分散在許多材料中。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，也可作干性潤滑劑制成氣溶膠等。
懸浮聚四氟乙烯樹脂為白色顆粒。具有的化學(xué)穩(wěn)定性，的電氣性能和低摩擦系數(shù)等的物理性能。
用途:適用于加工清潔度要求較高板、棒、膜等制品,加工普通模壓制品,模壓加工小制品、異型制品。?
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂?
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂為白色顆粒，流動性好，具有的電性能，化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)。
用途：適用于加工各種特殊要求的板，棒等。不僅能加工復(fù)雜的四氟制品，還能適用于大板材的模壓成型，等壓模壓成型，自動模壓成型，以及精密柱塞擠出成型。PTFE造粒料有利于自動化加工，可以縮短成品的加工周期。?
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂?
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂為白色顆粒，熔點327℃，具有良好的流動性，低摩擦系數(shù)，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及的化學(xué)穩(wěn)定性。
用途：適用于加工各種特殊要求的板，棒等。不僅能加工復(fù)雜的四氟制品，還能適用于大板材的模壓成型，等壓模壓成型，自動模壓成型，以及精密柱塞擠出成型。PTFE造粒料有利于自動化加工，可以縮短成品的加工周期。
又稱低分子量聚四氟乙烯微粉，或聚四氟乙烯超細(xì)粉，或聚四氟乙烯蠟，為白色微粉狀樹脂，是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)得到的分散液再經(jīng)凝聚、洗滌、干燥而制得，具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐寒性、低摩擦性、不粘性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能等性能。另外由于其平均粒徑小，所以具有很好的分散性，容易均勻地與其他材料共混。
懸浮聚四氟乙烯樹脂
懸浮聚四氟乙烯樹脂為白色顆粒。具有的化學(xué)穩(wěn)定性，的電氣性能和低摩擦系數(shù)等的物理性能。
用途:適用于加工清潔度要求較高板、棒、膜等制品,加工普通模壓制品,模壓加工小制品、異型制品。
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂為白色顆粒，流動性好，具有的電性能，化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)。
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂為白色顆粒，熔點327℃，具有良好的流動性，低摩擦系數(shù)，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及的化學(xué)穩(wěn)定性。
聚四氟乙烯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，就可提高潤滑油的壽命。其有機溶劑分散液還可作脫模劑。
PFA物料性能：
1、 為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結(jié)性增強，溶體粘度下降，而性能與 聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品；
2、長期使用溫度-80--260度，有的耐化學(xué)腐蝕性，對所有 化學(xué)品都耐腐蝕，耐磨高潤滑，還有很好的電性能，其電絕緣性不受溫度影響，有“塑料王”之稱；
3、其耐化學(xué)藥品性與聚四氟 乙烯相似，比偏氟乙烯好；
4、其抗蠕變性和壓縮強 度均比聚四氟乙烯好，拉伸強度高，伸長率可達100-300％。介電性好，耐輻射性能；
5、害：具有生理惰性，可植入人體內(nèi) ；
可溶性聚四氟乙烯
1、為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結(jié)性增強，溶體粘度下降，而性能與聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。
2、長期使用溫度-80--260度，有的耐化學(xué)腐蝕性，對所有化學(xué)品都耐腐蝕，摩擦系數(shù)在塑料中低，還有很好的電性能，其電絕緣性不受溫度影響，有“塑料王”之稱。
3、其耐化學(xué)藥品性與聚四氟乙烯相似，比偏氟乙烯好。
4、其抗蠕變性和壓縮強度均比聚四氟乙烯好，拉伸強度高，伸長率可達100-300%。介電性好，耐輻射性能。阻燃性達V0級。
5、適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件。
6、高溫電線、電纜絕緣層，防腐設(shè)備、密封材料、泵閥襯套，和化學(xué)容器。
成型性能
1、結(jié)晶料,吸濕小。可采用通常得熱塑性塑料得加工方法加工成制品。
2、流動性差，易分解，分解時產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度不要超過475度，模具應(yīng)加熱至150-200度，澆注系統(tǒng)對料流阻力應(yīng)小。
3、半透明粒料，注塑、擠出成型。成型溫度350-400度，475度以上容易引起變色或發(fā)生氣泡。并注意脫模會較困難。
4、因熔融的材料對金屬有腐蝕作用，長期生產(chǎn)，模具需要電鍍鉻處理。