關(guān)于提高聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的研究
針對(duì)聚四氟乙烯材料在機(jī)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(diǎn)低的工藝特點(diǎn)，研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機(jī)械加工工藝中出現(xiàn)的難點(diǎn)及問(wèn)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(jī)械加工；切削方法
聚四氟乙烯（Polyterafluoroethlene，簡(jiǎn)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(rùn)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(jī)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(jī)床上進(jìn)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(dá)不到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度要求。本文主要針對(duì)聚四氟乙烯乙烯材料性能特點(diǎn)，對(duì)聚四氟乙烯材料的切削加工特點(diǎn)及其改善措施進(jìn)行了研究探討。
1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點(diǎn)及切削參數(shù)的選取 聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強(qiáng)度都相對(duì)較小，其拉伸強(qiáng)度為21-28MPa，彎曲強(qiáng)度為11-14MPa，伸長(zhǎng)率為250%-300%。在應(yīng)力長(zhǎng)期作用下會(huì)變形，過(guò)載時(shí)容易出現(xiàn)蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點(diǎn)，導(dǎo)致其在切削加工時(shí)具有特的工藝特點(diǎn)。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點(diǎn)
（1）切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強(qiáng)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(guò)大、切削速度較高，工件的切削溫度則會(huì)升高，會(huì)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(guò)程中會(huì)因摩擦產(chǎn)生較大的熱量，容易和工件的局部過(guò)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(duì)于金屬材料，聚四氟乙烯的彈性模量很低，當(dāng)切削加工進(jìn)給量過(guò)大或轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)，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(shí)，材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對(duì)于而言，工件材料的硬度較低，因此的硬度對(duì)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(duì)于聚四氟乙烯材料，由于工件材料強(qiáng)度、硬度較低，應(yīng)選取相對(duì)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(qiáng)度低，塑性越大，因此在機(jī)械加工時(shí)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(jìn)而降低工件的局部過(guò)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(qiáng)度低、硬度小，相對(duì)于金屬制品而言，在切削加工時(shí)可以選擇相對(duì)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(jìn)給量和較高的切削速度下又容易發(fā)生局部過(guò)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(rùn)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(wàn)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(wú)自凝聚性、無(wú)靜電效應(yīng)、相溶性好、分子量低、分散性好、自潤(rùn)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(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂等的添加劑。與塑料或橡膠混合時(shí)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(rùn)滑油的壽命。

聚四氟乙烯管是使用的柱塞工擠出管，采用特殊加工工藝，使鋼管和塑料管緊密結(jié)合，能承受正壓1.6Mpa，負(fù)壓：77Kpa；可在－60℃～+260℃內(nèi)正常使用，具有可靠?jī)?yōu)良的耐腐蝕性。輸送高溫下的強(qiáng)腐蝕性氣、液體，這是其它管道所不能代替的。
聚四氟乙烯管用途導(dǎo)線絕緣護(hù)套，腐蝕性流體介質(zhì)管道、各種高頻率下使用的電絕緣零件等。
聚四氟乙烯管特點(diǎn)
聚四氟乙烯(PTFE)具有極優(yōu)的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐所有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑，與各種有機(jī)溶劑也不發(fā)生作用。PTFE使用溫度范圍較廣，常壓下可以長(zhǎng)期應(yīng)用于-180℃~250℃，在250℃高溫下處理1000h后，其力學(xué)性能變化很小。PTFE具有很低的摩擦因數(shù)，是一種良好的減摩，自潤(rùn)滑材料，其靜摩擦系數(shù)小于動(dòng)摩擦系數(shù)，因此用以制作軸承有啟動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑的優(yōu)點(diǎn)。由于PTFE性，耐熱及不吸水，因此又是一種優(yōu)良的電絕緣材料。還具有優(yōu)良的耐老化性，不黏性及不燃性。
聚四氟乙烯制成的棒材、管材、薄膜、軸承、墊圈、閥門等各種異型材和零件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、航空、電氣電子、工業(yè)、科技、醫(yī)療衛(wèi)生及電絕緣等領(lǐng)域。
聚四氟乙烯管特點(diǎn)：
聚四氟乙烯模壓管(PTFE)具有極優(yōu)的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐所有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑，與各種有機(jī)溶劑也不發(fā)生作用。PTFE使用溫度范圍較廣，常壓下可以長(zhǎng)期應(yīng)用于-180℃~250℃，在250℃高溫下處理1000h后，其力學(xué)性能變化很小。PTFE具有很低的摩擦因數(shù)，是一種良好的減摩，自潤(rùn)滑材料，其靜摩擦系數(shù)小于動(dòng)摩擦系數(shù)，因此用以制作軸承有啟動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑的優(yōu)點(diǎn)。由于PTFE性，耐熱及不吸水，因此又是一種優(yōu)良的電絕緣材料。還具有優(yōu)良的耐老化性，不黏性及不燃性。
聚四氟乙烯管，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、航空、電氣電子、工業(yè)、科技、醫(yī)療衛(wèi)生及電絕緣等領(lǐng)域。