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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（Teflon或PTFE），俗稱“塑料王”，是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。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。
基本信息
中文名稱
聚四氟乙烯

外文名稱
polytetrafluoroethylene

英文簡稱
PTFE

分子式
(C2F4)n

分子量
100.015612


熔點
327℃

密 度
2200kg/m3

安全性描述
S24/25

危險性描述
R41

聚四氟乙烯生料帶（PTFE生料帶）是一種耐腐蝕、耐高溫的優良密封材料，可用于水管、腐蝕性流體輸送管材、蒸氣管路接頭的密封材料。
生產工藝及特性
又稱密封帶，止泄帶。是由聚四氟乙烯分散樹脂經糊狀擠出、壓延而成的不含任何添加劑的帶狀制品。呈白色、表面光滑，質地均勻，具有優異的耐熱性、耐腐蝕性，并且自粘性、貼合性好，有很好的密封性。可廣泛用于純氧、煤氣、強氧化劑、強腐蝕性介質和高溫蒸汽等管道螺紋絲口密封以及泵、閥、設備形狀復雜的填充密封。
聚四氟乙烯生料帶具有很多優良的性能。諸如很低的摩擦系數、不粘的表面性、寬廣的使用溫度范圍-180℃-260℃、優良的耐老化及耐化學腐蝕性能等等。
膨體聚四氟乙烯生料帶采用聚四氟乙烯作原料，它具有微細長纖維和節組成的網狀膨體結構。膨體聚四氟乙烯生料帶并具有韌性好、縱向強度高、橫向易于變形的特點。它是盤更及螺紋上密封的理想材料。但它不能在與高濃度氧氣或液氧相接觸的場合使用。膨體聚四氟乙烯生料帶主要用作盤更及螺紋口密封。
聚四氟乙烯生料帶性質：
化學
絕緣性：不受環境及頻率的影響，體積電阻可達1018歐姆·厘米，介質損耗小，擊穿電壓高。
耐高低溫性：對溫度的影響變化不大，溫域范圍廣，可使用溫度-190~260℃。
自潤滑性：具有塑料中小的摩擦系數，是理想的無油潤滑材料。
表面不粘性：已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能小的固體材料。
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。

物理
聚四氟乙烯的機械性質較軟。具有非常低的表面能。
現實際應用中，許多用液態生料帶取代固體生料帶，液態生料在管路螺紋密封劑具有粘接強度高、密封性好、耐腐蝕、耐高溫、耐老化等特點.精密過濾裝置，安裝，是目前的螺紋密封劑。
聚四氟乙烯生料帶應用廣泛用于消防、造船、氣、自來水、儀表、空調、氣管、油管、液壓管等工業民用管路螺紋密封與鎖固。

是由四氟乙烯經調聚反應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0.06～0.07，潤滑性好，能很好地分散在許多材料中。聚四氟乙超細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。聚四氟乙烯微粉，主要是做添加劑使用。可以添加到其他塑料，油墨，潤滑劑，涂料，或者直接當潤滑劑使用。
絕緣類
1.電線電纜的C級絕緣材料；2.雙水內冷汽輪發電機定子和轉子引水管和熱電偶的護套；3.高頻、超高頻通訊設備和雷達的微波絕緣材料；4.印刷線路基板及馬達、變壓器（含氣體變壓器）絕緣材料；5.空調、電子爐、各種加熱器及六氟化硫斷路器的絕緣材料
一、聚四氟乙烯油封材質優點
聚四氟乙烯(PTFE)又名或塑料王，是四氟乙烯單體的共聚物，它具有下列優點：
(1)化學穩定性：幾乎所有的化學抗性，強酸、強堿或強氧化劑及溶劑等對它均不起作用。
(2)熱穩定性：裂解溫度在400℃以上。因此，聚四氟乙烯能夠在-200℃～300℃溫度范圍內正常工作。
(3)減摩性：聚四氟乙烯材料磨擦系數極低，僅0.02，是橡膠的1/40。
(4)自潤滑性：聚四氟乙烯材料表面具有突出的自潤滑性，幾乎所有粘性物質均不能粘附到它的表面上去。
二、聚四氟乙烯油封填充改性
純聚四氟乙烯不耐磨，要使它具有實用性，必需對它填充改性處理。我們采用二種方法：一種是無機物填充改性，在聚四氟乙烯里加入玻璃纖維、碳素纖維、石墨、二硫化鉬等。另一種是物填充改性，在聚四氟乙烯里加入聚苯脂、聚苯硫醚等(適用于凈水、食品，品密封)。通過填充改性使聚四氟乙烯耐磨性能提高了2000倍，又增加了鋼性、導熱性，使油封達到高壽命要求。

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