论聚四氟乙烯在CA6140机床导轨修复中的应用

1、论聚四氟乙烯在CA6140机床导轨修复中的应用文章标题：论聚四氟乙烯在CA6140机床导轨修复中的应用摘要：CA6140车床导轨局部磨损后，为了延长机床使用寿命,降低设备运行成本，采用聚四氟乙烯板代替金属板粘补导轨，修复磨损的导轨。关键词：聚四氟乙烯机床导轨修复粘结技术我院的CA6140车床，主要用于学生实训，而学生训练的课件绝大多数是短件，因此导轨使用频率最高也在前端，长期使用后，出现了前端局部磨损，而中段和尾部导轨状况较好，由于导轨与床身连为一体,不可更换,为延长机床使用寿命,降低设备运行成本,国内外先后发展了粘结、刷镀、热喷涂、镶嵌等机床导轨修复技术,收到了一定效果。但至今仍存在许多不足

2、,如导轨材质为铸铁,刷镀、热喷涂覆层结合欠牢固,易剥落,并且成本高；镶嵌法适用于局部凹坑修补,对大面积薄层修补难奏其效;粘结法简单易行,以聚四氟乙烯板代替金属板粘补导轨已成为世界研究热点,结合机床维修实践,探讨了用活化填充聚四氟乙烯板粘补导轨的粘结剂和粘补工艺参数,经多年实际应用,取得了良好效果。一、聚四氟乙烯的特点和性能聚四氟乙烯俗称“塑料王”。它具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑、不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。能在 250至-180的温度下长期工作，各类聚四氟乙烯制品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁等国民经济领域中起到了举足轻重的作用。1、优点：耐高温使

3、用工作温度达250。耐低温具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196，也可保持5的伸长率。耐腐蚀对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐气候有塑料中最佳的老化寿命。高润滑是固体材料中摩擦系数最低者为0.070.14。不粘附是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。无毒害具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。2、性能：名称单位指标密度/m32.10-2.30103结晶度树脂9397淬火制品5065不淬火制品6385熔点327热变形温度55维卡软化点110热分解温度415线膨系数（垂直于压力方向）1/206010.310-52010010.510-

4、52015011.410-52020012.810-5导热系数泊松比（25）折光率吸水率对水的接触角114-115表面胀力N/Cm18.510-5介电常数（10H2）体积电阻率m11015表面电阻率1010耐电弧s300拉伸强度MPa断裂伸长率238压缩弹性模量MPa280压缩强度5MPa冲击强度（缺口）KJ/m2弯曲强度MPa弯曲弹性模量MPa700磨擦系数（负荷2MPa）（时间30mm）磨损量（同上）mg249磨痕宽度（同上）mm注：为HG2-234-76聚四氟乙烯树脂技术标准所规定的指标值。二、粘结工艺和方法1、粘结剂的准备和配方粘补材料采用活化填充聚四氟乙烯板,活化填充聚四氟乙烯板粘结

5、面活化剂采用钠一萘离子混合物(配方为钠与萘重量比15,150g钠萘混合物溶于1L无水四氢呋喃,隔绝水分与空气贮存,以防钠爆炸),铸铁导轨表面活化剂采用碘化钾磷酸水溶液。粘结剂采用自配的双组分聚氨酯胶（用铁锚-10l聚氨酯胶，按甲组分：乙组分=100：50(质量份数)配制胶液，在胶液中拌入直径为0.1mm、长为20mm的细铜丝，使导轨与塑料板之间保持足够空隙，不致使胶液全部挤出。）2、活化填充聚四氟乙烯板的表面处理(1)用丙酮擦拭聚四氟乙烯板。清洗后的表面不要用手去摸，以免污染导轨面。用2-3#砂纸将胶结面交叉打毛(2)用钠一萘离子络合物擦拭10min。(3)用丙酮洗除残留混合物。(4)用去离子

6、水冲刷掉残留物。(5)用电吹风吹干。3、导轨的表面处理为了获得最佳的粘接强度，被粘接导轨面的表面粗糙度以Ra12.5-6.3um为宜。(1)刨平轨面如下图2、6、7面，用2-3#砂纸打毛。(2)用喷灯烘烤除油。(3)用3磷酸三钠和3硫酸钠水溶液刷洗除油。(4)用去离子水清洗掉残留物。(5)用含50g/L碘化钾的50磷酸水溶液刷洗,使表面形成一种特殊的氧化铁层。(6)用去离子水清洗掉残留物。(7)用电吹风干燥。4、粘结（1）在聚四氟乙烯和铸铁导轨两个粘接面都需分别涂刷聚氨酯两次，涂得薄而均匀,第一次涂完后,放置3-5min,再涂第二次,放置15-20min。（2）待胶层发粘有拉丝现象后，再将塑料

7、板与导轨叠合，用园棒或大直径轴承进行推压，使胶接面内的空气排除干净。（3）在另一导轨面涂磨一层薄薄的机油,防止与其粘住。将床鞍安装在床身导轨面上,或用压板,加压510410104Pa。因冬、夏温差大，会引起塑料膨胀或收缩，产生内应力而裂开，因此固化温度最好保持在20-25之间，固化时间1-2天。（4）去压,用刮刀等工具修整工作面及边角，配刮导轨面，修整导轨直线度，平行度，达到规定的要求，结合面接触面达到70以上。三、据国内外权威部门实验和资料记载1、剪切试验和耐侵蚀实验剪切试验采用ASTMD1002搭接剪切试件标准,制作铸铁和活化填充聚四氟乙烯试块,尺寸均为93.5mm25.4mm16mm,搭

8、接面长度为30mm。粘结试样5件,在拉伸试验机上进行试验,计算剪切强度,并与以往机床维修中常用的粘结方法进行比较。耐侵蚀试验以20号机油和皂化液为介质,分别浸泡剪切试件5件,浸泡时间为240h,观察剪切强度的变化。2、实验结果（1）剪切强度实验结果如表1所示。结果表明,用自制聚氨酯胶和本实验方法进行粘结,抗剪切强度优于其它常用的氟塑料粘结剂和粘结方法。表1粘结剂对剪切强度的影响MPa粘结剂类型聚氨酯环氧树脂环氧-酚醛环氧-聚硫剪切强度151813158101012（2）耐侵蚀实验实验结果如表2所示。结果表明,经240h浸泡后,各粘结界面剪切强度均未受影响。可以认为,本粘结技术适用于机床导轨工况

9、条件,并具有抗剪切强度较高的优势。表2侵蚀后的剪切强度MPa粘结剂类型聚氨酯环氧树脂环氧-酚醛环氧-聚硫20号机油浸泡240h16191416791113皂化液浸泡240h1517121310121012四、聚四氟乙烯粘结技术在修理导轨中的应用据有关资料记载，某企业自1997年开始,在普通车床大修中,采用了活化填充聚四氟乙烯导轨板粘补技术,至今已修理12台,其中8台采用本技术。具体做法是：床身导轨用导轨磨床加工后,将大溜板导轨面修整。若拉伤较严重,则刨削加工。根据三杠下移情况,确定粘结活化填充聚四氟乙烯导轨板的厚度，按本实验方法进行粘结。这样做的目的是使进刀箱、溜板箱及三杠位置不发生改变,减少

10、了大修工时和更换零件费用。经过几年的使用,用其它粘结技术修复的4台车床,粘补板已变形、翘曲,只好拆除更换,而用本技术粘补的8台车床,床身导轨无明显磨痕和变形,仍在正常使用。该粘结工艺和材料合理可行,所用粘结剂和工艺对活化填充聚四氟乙烯板和铸铁进行粘结,抗剪切强度可达1518MPa,优于其它常用氟塑料粘结技术,界面抗机油和皂化液侵蚀。粘补材料和技术适用于车床和磨床导轨付修补,具有较高的实用价值,已在其它机床和机械设备上广泛应用。参考文献：1王槐三,晓寇康.高分子化学教程M.北京:科学出版社,2002.250300.2殷敬华,莫志深.现代高分子物理学(上、下册)M.北京:科学出版社,2001.400700.3平郑华,汪长青.高分子世界M.上海:复旦大学出版社,2001.100180.4机修钳工（技师高级技师技能）M.中国劳动社会保障出版社5聚四氟乙烯在机床导轨修理上的应用M.机械工人冷加工，2002-5.6聚四氟乙烯在机床导轨修复中的应用M.锅炉制造，2003-