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(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)計精度要求。本文主要針對聚四氟乙烯乙烯材料性能特點(diǎn)，對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)度都相對較小，其拉伸強(qiáng)度為21-28MPa，彎曲強(qiáng)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(diǎn)，導(dǎo)致其在切削加工時具有特的工藝特點(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(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(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，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(qiáng)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(qiáng)度低，塑性越大，因此在機(jī)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(jìn)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(qiáng)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(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，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(dāng)潤滑劑使用。
細(xì)粉一般是模壓工藝加工成固體成品，細(xì)粉可以填充其他增強(qiáng)劑來使用，一般以細(xì)粉為基礎(chǔ)料填充銅粉，碳纖維，石墨，玻璃纖維等等，當(dāng)然細(xì)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(xì)度不過，一般是單做成品，不填充增強(qiáng)劑。
微分生產(chǎn)（成品）:油墨，潤滑劑，涂料
細(xì)粉生產(chǎn)（成品）：填充增強(qiáng)劑后生產(chǎn)出，耐磨墊圈，活塞環(huán)，機(jī)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(jī)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(yīng)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(xì)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(jié)工藝，因?yàn)橛善渲频玫漠a(chǎn)品不具備強(qiáng)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(qiáng)，尤其是在高溫，高負(fù)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(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(xì)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(jī)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(jī)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(xué)器皿、耐高寒輸油管、等。
用于電池、纖維布等。
聚四氟乙超細(xì)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(xué)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(xì)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(xué)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(diǎn)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(xué)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(xì)顆粒樹脂
懸浮聚四氟乙烯細(xì)顆粒樹脂為白色粉狀顆粒。具有的化學(xué)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(qiáng)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(qiáng)，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(xué)腐蝕性，對所有 化學(xué)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(xué)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(qiáng) 度均比聚四氟乙烯好，拉伸強(qiáng)度高，伸長率可達(dá)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(diǎn)：
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(qiáng)，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(xué)腐蝕性，對所有化學(xué)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(xué)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(qiáng)度均比聚四氟乙烯好，拉伸強(qiáng)度高，伸長率可達(dá)100-300%。介電性好，耐輻射性能。阻燃性達(dá)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(xué)容器
的共聚物。熔融粘結(jié)性增強(qiáng)，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(xué)腐蝕性，對所有化學(xué)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(xué)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(qiáng)度均比聚四氟乙烯好，拉伸強(qiáng)度高，伸長率可達(dá)100-300%。介電性好，耐輻射性能。阻燃性達(dá)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。