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(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(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(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(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) ；
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(shè)備、密封材料、泵閥襯套，和化學容器。
成型性能
1、結(jié)晶料,吸濕小?？刹捎猛ǔ５脽崴苄运芰系眉庸し椒庸こ芍破贰?br />
2、流動性差，易分解，分解時產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴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。
可熔性聚四氟乙烯（PFA）：
可熔性聚四氟乙烯（PFA）是四氟乙烯與全氟烯醚的共聚物，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、電絕緣性、耐老化性和低摩擦系數(shù)，可采用擠塑、吹塑、注塑等一般熱塑性塑料的成型加工工藝進行加工。
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