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、熔點低的工藝特點，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，對聚四氟乙烯材料的切削加工特點及其改善措施進(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，導(dǎo)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(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。可以添加到其他塑料，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，因為由其制得的產(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。

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。
懸浮聚四氟乙烯樹脂為白色顆粒。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:適用于加工清潔度要求較高板、棒、膜等制品,加工普通模壓制品,模壓加工小制品、異型制品。
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂
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。
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。
分散聚四氟乙烯樹脂
分散聚四氟乙烯是聚四氟乙烯的粉狀樹脂，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、的化學(xué)惰性、優(yōu)良的電氣性能和低摩擦系數(shù)等性能。
用途：與用作助劑的有機(jī)液體相混后，可采用推擠輥延等工藝加工。它適用于在中、低等壓縮比及中、低擠出速率下，制造小規(guī)格棒、薄壁管、電纜絕緣層和未燒結(jié)帶等制品。

可溶性聚四氟乙烯(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)有什么區(qū)別
是化學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)別：

PFA加入了全氟烷氧基，相當(dāng)于PTFE中的一個氟原子被全氟烷氧基所取代。某個碳直接連上一個氧，然后氧再連一個全氟甲基或全氟乙基之類的基團(tuán)。和PTFE相比，降低了熔融粘度有利于加工。其余性質(zhì)跟PTFE差的不太多的。
其次是應(yīng)用的區(qū)別：
PFA--具有聚四氟乙烯相同的各種性能，而且具有良好的熱塑性，可用普通熱塑性樹脂的加工方法進(jìn)行熱塑加工。是四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚以一定比例在含有全氟羧酸鹽分散劑，過硫酸鹽引發(fā)劑的水介質(zhì)聚制得的,觀為白色半透明的顆粒。
不僅具有與聚四氟乙烯相同的使用溫度，而且在250℃時有更好的機(jī)械強(qiáng)度(約2～3倍)，且耐應(yīng)力開裂性能優(yōu)良。其加工范圍寬，成型性能好，適合于壓塑、擠塑、注塑、傳遞模塑等成型加工。可制作電線電纜絕緣護(hù)套、高頻及頻絕緣零件、化工管道、閥門和泵的耐腐蝕襯里；機(jī)械工業(yè)用特殊零配件、輕紡工業(yè)用各種防腐材料、聚四氟乙烯防腐襯里等焊條。
由可熔性聚四氟乙烯粒料擠出制得,外觀為半透明乳白色、表面光滑、截面致密均勻。于聚四氟乙烯板、管的焊接，使聚四氟乙烯形狀簡單的制品，焊接成形狀復(fù)雜、尺寸較大的制件。
水分散液為四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚共聚反應(yīng)得到的共聚物加入乳化劑，于一定溫度下濃縮后所得。固含量為30％±1％。外觀為乳白色或淡黃色半透明。具有可熔性聚四氟乙烯樹脂所具有的各種優(yōu)良性能。能在260℃下長期使用，并以其的防黏、防腐、易加工性能開發(fā)成的涂料，可噴涂、浸漬，被大量地應(yīng)用于復(fù)印技術(shù)及食品工業(yè)中作為防黏、防腐材料。

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。
聚四氟乙烯板（也叫四氟板，鐵氟龍板，特氟龍板）分模壓和車削兩種，模壓板是由聚四氟乙烯樹脂在常溫下用模壓法成型，再經(jīng)燒結(jié)、冷卻而制成。聚四氟乙烯車削板由聚四氟乙烯樹脂經(jīng)壓坯、燒結(jié)、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(qiáng)酸、強(qiáng)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)分模壓和車削兩種，模壓板是由聚四氟乙烯樹脂在常溫下用模壓法成型，再經(jīng)燒結(jié)、冷卻而制成。聚四氟乙烯車削板由聚四氟乙烯樹脂經(jīng)壓坯、燒結(jié)、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(qiáng)酸、強(qiáng)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（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]）,被美譽(yù)為/俗稱“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，各類聚四氟乙烯制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、、航天、環(huán)保和橋梁等國民經(jīng)濟(jì)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(yīng)用于化工、、染料業(yè)容器、貯槽、反應(yīng)塔釜、大型管道的防腐襯里材料；航空、等重工業(yè)領(lǐng)域；機(jī)械、建筑、交通橋梁滑塊、導(dǎo)軌；印染、輕工、紡織業(yè)的防粘材料等．
聚四氟乙烯板優(yōu)點
耐高溫——使用工作溫度達(dá)250℃。
耐低溫——具有良好的機(jī)械韌性；即使溫度下降到-196℃，也可保持5%的伸長率。
耐腐蝕——對大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)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(shù)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(shù)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，作為和臟器長期植入體內(nèi)無不良反應(yīng)。
電性能聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)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(yīng)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(jī)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：長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。
不燃性：限氧指數(shù)在90以下。
耐酸堿性：不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和。
抗氧化性：能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。
酸堿性：呈中性。
聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。