關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、機械等多領域得以廣泛應用[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、結構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，應盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。

聚四氟乙烯，主要是做添加劑使用?？梢蕴砑拥狡渌芰?，油墨，涂料，或者直接當潤滑劑使用。
細粉一般是模壓工藝加工成固體成品，細粉可以填充其他增強劑來使用，一般以細粉為基礎料填充銅粉，碳纖維，石墨，玻璃纖維等等，當然細粉也可以直接單純的做成品。
中粒度一般是模壓工藝加工成固體成品，中粒度細度不過，一般是單做成品，不填充增強劑。
微分生產(chǎn)（成品）:油墨，潤滑劑，涂料
細粉生產(chǎn)（成品）：填充增強劑后生產(chǎn)出，耐磨墊圈，活塞環(huán)，機械零件，耐高壓高溫塑料零件密封等
中粒度生產(chǎn)（成品）：閥座密封圈，耐腐蝕零件，絕緣墊圈零件。
聚四氟乙烯蠟粉作為添加劑在印刷油墨
提高油墨的耐摩擦性；表面更光滑；改善滑爽性；減少印刷過程中對機械堵塞；在油墨生過程中直接添加；
在油墨生過程中直接添加；建議添加量0.1%~3%；
應用：平版印刷，凹版印刷，熱固著油墨；膠版單張紙油墨，金屬油墨，UV油墨
聚四氟乙烯微粉是白色，細小粒子，由低分子量聚四氟乙烯制備，主要作為塑料、油墨、涂料、潤滑油（脂）中的添加劑使用，改善基體材料的不粘性和耐磨性。 微粉的分子量一般是高分子量四氟乙烯的1/100，較低的分子量也是微粉不適合高分子量四氟乙烯的模壓以及燒結工藝，因為由其制得的產(chǎn)品不具備強度。而低分子量的聚四氟乙烯，可以很好地與基體材料混合，從而賦予基體材料一定的四氟乙烯的特性。而高分子量的四氟乙烯會出現(xiàn)纖維化，以及聚并的粒子不易分散，不能夠作為添加劑使用添粉，基體材料的性能會有所改變。在熱塑性塑料，彈性體以及熱固性塑料中， 可以提高材料的耐磨性，不粘性，降低表面摩擦系數(shù)。
在油脂中，潤滑性以及快速潤滑性有所加強，尤其是在高溫，高負荷的場合下。 在油墨中，尤其在油墨中，可以幫助提高表面度，增加耐磨性，減少堵塞。 在不粘涂料和耐磨涂料中，提高涂層的不粘性，降低摩擦系數(shù)，提高防腐性，耐磨性。

聚四氟乙烯乳液和粉末的應用：
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、耐腐蝕化學器皿、耐高寒輸油管、等。
用于電池、纖維布等。
聚四氟乙超細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。

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。
懸浮聚四氟乙烯預燒結樹脂
懸浮聚四氟乙烯預燒結樹脂為白色顆粒，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。
懸浮聚四氟乙烯細顆粒樹脂
懸浮聚四氟乙烯細顆粒樹脂為白色粉狀顆粒。具有的化學穩(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。

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，有的耐化學腐蝕性，對所有 化學品都耐腐蝕，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) ；
產(chǎn)品特點：
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，有的耐化學腐蝕性，對所有化學品都耐腐蝕，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，防腐設備、密封材料、泵閥襯套，和化學容器
的共聚物。熔融粘結性增強，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，有的耐化學腐蝕性，對所有化學品都耐腐蝕，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。