北京國產聚四氟乙烯 數十年生產經驗

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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[PTFE,F4]是當今世界上耐腐蝕性能材料之一，因此得塑料王之美稱。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。商品名為“特氟隆”。聚四氟乙烯的基本結構為.-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-.聚四氟乙烯廣泛應用于各種需要抗酸堿和溶劑的,它本身對人沒有性，但是在生產過程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認為可能具有致作用。能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作，除熔融和液氟外，能耐其它一切化學品用作工程塑料.
聚乙烯:簡稱PE，是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。具有優良的耐低溫性能(使用溫度可達-70～-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良；但聚乙烯對于環境應力(化學與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質因品種而異，主要取決于分子結構和密度。
簡寫：nCH2=CH2→
分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生產低密度聚乙烯
聚乙烯的性質因品種而異，主要取決于分子結構和密度。
聚乙烯的種類
（1）LDPE：低密度聚乙烯、高壓聚乙烯
（2）LLDPE：線形低密度聚乙烯
（3）MDPE：中密度聚乙烯、樹脂
（4）HDPE：度聚乙烯、低壓聚乙烯
（5）UHMWPE：超高分子量聚乙烯
（6）改性聚乙烯：CPE、交聯聚乙烯（PEX）

聚四氟乙烯乳液和粉末的應用：
可用于棒、管、板、電纜料、生料帶等材料的制作，經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，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、化工、電子、機械、醫等領域。
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、人工器官等。
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。

聚四氟乙烯管是使用高質量的柱塞工擠出管，采用特殊加工工藝，使鋼管和塑料管緊密結合，能承受正壓1.6Mpa，負壓：77Kpa；可在－60℃～+260℃內正常使用，具有可靠優良的耐腐蝕性。輸送高溫下的強腐蝕性氣、液體，這是其它管道所不能代替的。
聚四氟乙烯管用途導線絕緣護套，腐蝕性流體介質管道、各種高頻率下使用的電絕緣零件等。
聚四氟乙烯管特點
聚四氟乙烯(PTFE)具有極優的化學穩定性，能耐所有強酸、強堿、強氧化劑，與各種溶劑也不發生作用。PTFE使用溫度范圍較廣，常壓下可以長期應用于-180℃~250℃，在250℃高溫下處理1000h后，其力學性能變化很小。PTFE具有很低的摩擦因數，是一種良好的減摩，自潤滑材料，其靜摩擦系數小于動摩擦系數，因此用以制作軸承有啟動阻力小，運轉平滑的優點。由于PTFE性，耐熱及不吸水，因此又是一種優良的電絕緣材料。還具有優良的耐老化性，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，廣泛應用于機械、化工、、電氣電子、國防工業、科技、衛生及電絕緣等領域。
聚四氟乙烯管特點：
聚四氟乙烯模壓管(PTFE)具有極優的化學穩定性，能耐所有強酸、強堿、強氧化劑，與各種溶劑也不發生作用。PTFE使用溫度范圍較廣，常壓下可以長期應用于-180℃~250℃，在250℃高溫下處理1000h后，其力學性能變化很小。PTFE具有很低的摩擦因數，是一種良好的減摩，自潤滑材料，其靜摩擦系數小于動摩擦系數，因此用以制作軸承有啟動阻力小，運轉平滑的優點。由于PTFE性，耐熱及不吸水，因此又是一種優良的電絕緣材料。還具有優良的耐老化性，不黏性及不燃性。
聚四氟乙烯管，廣泛應用于機械、化工、、電氣電子、國防工業、科技、衛生及電絕緣等領域。