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關于提高聚四氟乙烯材料切削加工質量的研究
針對聚四氟乙烯材料在機械加工中的切削力小、導熱系數低、熱膨脹系數較大、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、電絕緣性和良好的抗老化耐力等特性，在在石油化工、電子電氣、**、、、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，其加工規范性還不是很完善，它的可切削性、切削規律、刀具結構和切削量均與金屬材料的加工有所不同，采用用傳統的加工工藝和工裝加工往往達不到產品的設計精度要求。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，過載時出現蠕變現象。由于聚四氟乙烯以上性能特點，就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，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生軟化，甚至出現熔化、焦化和“粘刀”現象。
（3）聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系數，因此聚四氟乙烯材料在切削過程中會因摩擦產生較大的熱量，刀具和工件的局部過熱，從而導致聚四氟乙烯工件受熱發生彈性變形，終影響聚四氟乙烯材料工件的表面質量和尺寸精度。
（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速過時，較大的加工摩擦力以及刀具施加給工件的力共同作用，導致聚四氟乙烯工件產生較大的變形，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的合理選取
（1）刀具材料的選擇 聚四氟乙烯材料在切削時，刀具材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對于刀具而言，工件材料的硬度較低，因此刀具的硬度對于聚四氟乙烯材料工件的加工質量影響不大。
（2）刀具的幾何參數 刀具前角：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。 刀具后角：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，從而減小刀具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象，提高工件表面的加工質量。
（3）切削參數的選取 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低，且具有較高的熱膨脹系數大，在較大的進給量和較高的切削速度下又發生局部過熱引起的變形、焦化等現象。因此為了提高聚四氟乙烯材料的加工質量及加工精度，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，再經燒結、冷卻而制成。聚四氟乙烯車削板由聚四氟乙烯樹脂經壓坯、燒結、旋切而成。其制品用途廣，具有極為優越的綜合性能：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、無害等優良特性。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，再經燒結、冷卻而制成。聚四氟乙烯車削板由聚四氟乙烯樹脂經壓坯、燒結、旋切而成。其制品用途廣，具有極為優越的綜合性能：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、無害等優良特性。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、**、、環保和橋梁等國民經濟領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中，廣泛應用于化工、醫、染料業容器、儲槽、反應塔釜、大型管道的防腐襯里材料；、軍事等重工業領域；機械、建筑、交通橋梁滑塊、導軌；印染、輕工、紡織業的防粘材料等．
聚四氟乙烯板優點
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——對大多數化學品和溶劑，表現出惰性、能耐強酸強堿、水和各種溶劑。
耐氣候——有塑料中佳的老化壽命。
高潤滑——是固體材料中摩擦系數低者。
不粘附——是固體材料中小的表面張力，不粘附任何物質，力學性能它的摩擦系數極小，僅為聚乙烯的1/5，這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。
無害——具有生理惰性，作為人工血管和臟器長期植入體內無不良反應。
電性能聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內的介電常數和介電損耗都很低，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性能均明顯下降。應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、、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、食品等工業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：限氧指數在90以下。
耐酸堿性：不溶于強酸、強堿和溶劑。
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較軟。具有非常低的表面能。

1、工程塑料
改善材料的耐磨損性
2、塑料橡膠
提高聚合物磨損性能，改善脫模行為
降低滑動零件的磨耗，摩擦及粘性滑動
3、熱固性材料
降低介電常數，改善耐磨性
4、潤滑酯
提高粘度，改善高溫潤滑性膨脹系數（25～250℃）10～12×10-5/℃
聚四氟乙烯管材選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹脂經柱塞擠壓加工制成。在已知塑料中聚四氟乙烯具有的耐化學腐蝕性能及介電性能。聚四氟乙烯編織盤根是一種良好的動密封材料，是由膨體聚四氯乙烯帶條編織而成，具有低摩擦系數、耐磨、耐化學腐蝕、密封性良好、不水解、不變硬等優良性能。用于各種介質中工作的襯墊密封件和潤滑材料，以及在各種頻率下使用的電絕緣件、電容器介質、導線絕緣、電器儀表絕緣等。聚四氟乙烯薄膜適用于作電容器介質、特種電纜的絕緣層、導線絕緣、電器儀表絕緣及密封襯墊，還可做不粘帶、密封帶、脫模。此外，生活中用的不粘鍋的內襯也使用聚四氟乙烯制作的，就是利用了聚四氟乙烯耐高溫，不粘的特點。
聚四氟乙烯在原子能、國防、、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制、、紡織、食品、冶金冶煉等工業中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料，絕緣材料，防粘涂層等，使之成為不可取代的產品。
聚四氟乙烯具有的優良綜合性能，耐高溫，耐腐蝕、不粘、自潤滑、優良的介電性能、很低的摩擦系數。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等，一般應用于性能要求較高的耐腐蝕的管道、容器、泵、閥以及制雷達、高頻通訊器材、無線電器材等。在PTFE中加入任何可以承受PTFE燒結溫度的填充劑，機械性能可獲得大大的改善，同時保持PTFE其它優良性能。填充的品種有玻璃纖維、金屬、金屬化氧化物、石墨、二硫化鉬、碳纖纖、聚酰亞胺、EKONOL…等，耐磨耗、PV值可提高1000倍。

懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂為白色顆粒，流動性好，具有優異的電性能，化學穩定性和低摩擦系數。

用途：適用于加工各種特殊要求的板，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，是由四氟乙烯經調聚反應得到的分散液再經凝聚、洗滌、干燥而制得，具有優良的耐熱性、耐候性、耐寒性、低摩擦性、不粘性、化學穩定性和電絕緣性能等優異性能。另外由于其平均粒徑小，所以具有很好的分散性，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，只要加百分之幾，就可提高潤滑油的壽命。其溶劑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，優良的熱穩定性及突出的化學穩定性。
用途：適用于連續化生產各種規格的擠壓或推壓管、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。具有優異的化學穩定性，的電氣性能和低摩擦系數等的物理性能。
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。

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