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械加工中的切削力小、導熱系數低、熱膨脹系數較大、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械加工工藝中出現的難點(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；機械加工；切削方法
聚四氟乙烯（Polyterafluoroethlene，簡(jiǎn)稱(chēng)PTFE），由于其良好的化學(xué)穩定性，耐腐蝕性、密封性，阻燃性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的耐力等特性，在在石油化工、電子電氣、、航空、航天、機械等多領(lǐng)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(jìn)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、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(chǎn)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(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(cháng)率為250%-300%。在應力長(cháng)期作用下會(huì )變形，過(guò)載時(shí)容易出現蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點(diǎn)，導致其在切削加工時(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(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(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，當切削加工進(jìn)給量過(guò)大或轉速過(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 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。 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(shí)應選擇較大的后角，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)熱現象，提高工件表面的加工質(zhì)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(shí)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(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，應盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。

懸浮聚四氟乙烯造粒料樹(shù)脂為白色顆粒，流動(dòng)性好，具有的電性能，化學(xué)穩定性和低摩擦系數。
用途：適用于加工各種要求的板，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(dòng)模壓成型，以及精密柱塞擠出成型。PTFE造粒料有利于自動(dòng)化加工，可以縮短成品的加工周期。
又稱(chēng)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(shù)脂，是由四氟乙烯經(jīng)調聚反應得到的分散液再經(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(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，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。
懸浮聚四氟乙烯預燒結樹(shù)脂
懸浮聚四氟乙烯預燒結樹(shù)脂為白色顆粒，熔點(diǎn)327℃，具有良好的流動(dòng)性，低摩擦系數，優(yōu)良的熱穩定性及的化學(xué)穩定性。
用途：適用于連續化生產(chǎn)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(shù)脂
懸浮聚四氟乙烯細顆粒樹(shù)脂為白色粉狀顆粒。具有的化學(xué)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(chē)削薄膜、車(chē)削板等致密制品，適用于加工高強度模壓制品。

聚四氟乙烯板（也叫四氟板，鐵氟龍板，特氟龍板）分模壓和車(chē)削兩種，模壓板是由聚四氟乙烯樹(shù)脂在常溫下用模壓法成型，再經(jīng)燒結、冷卻而制成。聚四氟乙烯車(chē)削板由聚四氟乙烯樹(shù)脂經(jīng)壓坯、燒結、旋切而成。其制品用途廣，具有為的綜合性能：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、害等優(yōu)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(chē)削兩種，模壓板是由聚四氟乙烯樹(shù)脂在常溫下用模壓法成型，再經(jīng)燒結、冷卻而制成。聚四氟乙烯車(chē)削板由聚四氟乙烯樹(shù)脂經(jīng)壓坯、燒結、旋切而成。其制品用途廣，具有為的綜合性能：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、害等優(yōu)良特性。聚四氟乙烯（英文縮寫(xiě)為T(mén)eflon或[PTFE,F4]）,被美譽(yù)為/俗稱(chēng)“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(lèi)聚四氟乙烯制品已在化工、機械、電子、電器、、航天、環(huán)保和橋梁等國民經(jīng)濟領(lǐng)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(zhì)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(yè)中，廣泛應用于化工、、染料業(yè)容器、貯槽、反應塔釜、大型管道的防腐襯里材料；航空、等重工業(yè)領(lǐng)域；機械、建筑、交通橋梁滑塊、導軌；印染、輕工、紡織業(yè)的防粘材料等．
聚四氟乙烯板優(yōu)點(diǎn)
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(cháng)率。
耐腐蝕——對大多數化學(xué)藥品和溶劑，表現出惰性、能耐強酸強堿、水和各種。
耐氣候——有塑料中的老化壽命。
高潤滑——是固體材料中摩擦系數者。
不粘附——是固體材料中小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，力學(xué)性能它的摩擦系數小，僅為聚乙烯的1/5，這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。
害——具有生理惰性，作為和臟器長(cháng)期植入體內無(wú)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(xué)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、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、食品等工業(yè)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(cháng)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。
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(zhì)較軟。具有非常低的表面能。