減磨材料

減磨材料用粉末冶金方法製造的、具有低摩擦係數和高耐磨性能的金屬材料或金屬和非金屬的複合材料。

基本介紹

• 中文名：減磨材料
• 用途：低摩擦係數和高耐磨性能

簡介

這種材料具有良好的自潤滑性能，因而套用範圍比一般鑄造金屬或塑膠減摩材料廣泛，能在缺油甚至無油潤滑的乾摩擦條件下，或在高速、高載荷、高溫、高真空等極限潤滑條件下工作。
早在1870年就有關於利用含油的多孔金屬製作軸承的專利記載。1910年前後出現了用石墨還原氧化銅和氧化錫製成的青銅石墨含油軸承（見軸承合金）。20年代銅基含油軸承開始投入生產。到50年代，其品種、產量和套用範圍大為擴大，成為工業用減摩部件的重要組成部分。60年代以來，工程技術的發展對減摩材料提出了更高的要求，各國廣泛研製以不同金屬和合金為基體的多組元和多種結構的粉末冶金減摩材料。

丁腈橡膠密封件減磨材料

丁腈橡膠以優異的耐油性著稱，而且價格便宜，所以在橡膠工業中，尤其在密封件中得到廣泛套用。彈性好、摩擦因數大是橡膠材料固有的特點。用橡膠材料壓制的密封件在動態環境下使用，摩擦問題往往影響密封功效和使用壽命。為此，力求降低橡膠動密封件的摩擦影響。最簡便的方法是在橡膠材料配方中加入潤滑劑，達到減磨目的；或者改變動密封件的斷面結構，也能起一定的減磨作用。

實驗

1、主要原材料

環氧樹脂，液體橡膠，四氟乙烯微粉，石墨，二硫化鉬（MoS₂），矽烷偶聯劑，橡膠防老劑，橡膠硫化劑。

2、主要儀器和設備

SG65型三輥研磨機，常州自立化工機械有限公司產品；Zwick/Roell Z010型材料試驗機，德國Zwick公司產品；FTPLUS型摩擦因數測定儀，英國LLOYD公司產品；BS124s型電子天平，德國Sartorius公司產品；VML400型影像測量儀，深圳智泰公司產品；RT-2-PCD型油封試驗台，台灣磐石油壓工業股份有限公司產品；LR016型老化試驗箱，重慶銀河試驗儀器有限公司產品。

3、減磨材料製備

1）製備工藝

將稱量好的液體橡膠、環氧樹脂和粉料置於廣口容器中，攪拌均勻；加入矽烷偶聯劑，攪拌均勻；加入硫化固化體系，攪拌均勻；上三輥研磨機精磨2～3遍，用專用工具將漿料刮到矽橡膠模具的模腔內，刮平靜置，經105℃×1h處理後，進行各項性能測試。

2）塗覆

製備工藝中研磨好的漿料刮入已稱質量的廣口容器中，按該漿料的實際質量及施工工藝要求的濃度加入適量的有機溶劑乙酸乙酯，及時攪拌至漿料完全溶解，隨即進行塗覆。可採用浸塗、刷塗和噴塗等方法將材料包覆至丁腈橡膠動密封件的工作面上，於105 ℃×1h條件下固化。

效果

（1）本工作研製的減磨材料物理性能、耐油性能良好，耐水介質性能優異。

（2）塗覆減磨材料的密封件試樣比未塗覆減磨材料的密封件試樣摩擦因數明顯減小，且摩擦因數波動較小。

（3）從油封的台架試驗以及產品套用實例可以看出，塗覆減磨材料的密封件使用壽命明顯長於未塗覆減磨材料的密封件，塗覆減磨材料的密封件可以產業化生產。

減磨塗層材料在工具機導軌上的套用

傳統的工具機導軌，需要兩個導軌進行互相人工刮研，長導軌做基面，短導軌做刮研面，為減少刮研量，短導軌還要進行超精加工，然後再進行人工刮研。人工刮研時的強度較大，而且不容易達到理想的接觸條件，現介紹用減磨塗層導軌技術解決上述問題。

1、塗層導軌工藝方法及要求

塗層導軌採用短導軌進行塗層，長導軌做基礎導軌的設計方法進行結構設計。塗層導軌從工藝方法上分為塗塑導軌工藝、注塑導軌工藝。二者區別不大，塗塑工藝是將減磨塗層材料敷在導軌表面，然後進行壓合成型的工藝方法；而注塑導軌工藝是在工件上開注塑孔，用注塑槍向型腔內注塑減磨塗料的工藝方法。二者相比較而言塗塑導軌在工藝操作較為複雜。在設計減磨塗層導軌結構時，必須滿足“JB3579-91環氧塗層滑動導軌通用技術條件”的相關技術要求。

2、材料的準備

1）減磨塗層材料。

塗層材料通常由甲、乙兩種成分組成，用量通常按導軌體積的1.5倍準備，用時按比例混合使用，材料性能必須符合“JB3578-91滑動導軌環氧塗層材料技術通則”的相關性能要求。

2）輔助材料：清洗劑、脫模劑。

3）油槽線條：油槽線條採用聚氯乙烯塑膠軟板和雙面膠帶製作，按設計的油槽尺寸要求切割相應塑膠條，油槽線也可以在塗層成型後進行機加工或手工處理出來。

4）量檢具：水平儀、角尺、平尺、百分表、量塊、塞尺等必要檢具。

5）輔助工具：攪拌爪、調和用（參考尺寸為500mm×500mm×0.5mm）不鏽鋼板、刮板、調整螺栓、千斤頂等。

3、基礎導軌工件的準備

基礎導軌按圖樣各加工工序完成，如果採用注塑成型工藝時應加工好注塑孔及出塑孔，如採用塗塑成型工藝時則可不必加工出注膠孔，並按要求調整基礎導軌精度符合技術要求，選擇合適位置的基礎導軌與塗層導軌工件（已按要求完工）進行試驗扣合，檢查是否干涉以及有無其他問題，並將扣合位置做好標記，待正式扣合時仍按本次記錄的位置進行。基礎導軌進行清洗至無油污、異物。按塗層導軌圖樣的要求的油槽線位置，貼上已經準備好的油槽線條。

4、塗層導軌工件準備

待塗層的導軌按圖樣要求進行加工，需要塗層的導軌面拉毛處理成較為粗糙狀態，如塗層的底面按圖刨削成高低起伏的鋸齒形狀的紋理，如受結構限制不能刨削加工的位置可以進行銑削加工。拉毛以後，要用毛刷將拉毛導軌溝槽內的油污異物，徹底清理出來，並清洗至無油污、異物。

5、試扣合及精度預調

可採用調整螺栓（或採用千斤頂、調整墊鐵）支撐,將導軌副扣合，通過塞尺或設計定位銷控制導軌塗層厚度約1.8～2.2 mm,通過水平儀、平尺、百分表等檢具確定精度達到要求後，用記號筆記錄扣合段位置，導軌分離，進行下步的最終清洗。

6、清洗及塗抹脫模劑

用丙酮將基礎導軌以及塗層導軌進行最後的徹底清洗，反覆清洗達到無油污、異物。用乾潔的壓縮空氣將拉毛表面吹乾，並自然涼乾20～30 min。脫模劑的作用就是使基礎導軌與耐磨塗料不產生粘接，可方便地進行脫模，也使其他粘連塗料的表面易於清理。用乾淨的布蘸取脫模劑，在基礎導軌扣合段上塗抹脫模劑，兩端多擦出150～200 mm。耐磨塗料可能流淌到的加工表面都應塗抹。用毛刷蘸取脫模劑，在導軌支承邊上、墊塊或定位銷上塗抹脫模劑。

7、減磨塗料的調和與塗塑

將A、B兩組份盒裝的減磨塗層材料按配合比例混合，用電鑽帶動攪拌爪攪拌均勻。充分調勻（一般3min左右）後將攪拌好的耐磨塗料攤開放置在不鏽鋼平板上，再用油灰刀攪拌、碾壓耐磨塗料至細膩程度。耐磨塗料攪拌完成後，不需等待，用刮板將塗料刮到拉毛的導軌上，逐層進行加厚刮塗，並保證整體相差在2mm以內，整個刮塗控制在0.5h內為好，若時間過長，耐磨塗料有固化趨勢。如採用注膠工藝方法，則此步驟改為用注膠槍向注塑孔內注射減磨塗料，並在扣合之後進行注塑。

8、扣合精度控制及減磨塗料固化

將刮塗完成的工件按照原標記好的位置扣合在基礎導軌上，如工件自重較重，那么依靠自身重力即可實現壓合，如工件自重較輕，那么則需要載入一定的壓力，以促使壓合可靠。當扣合到達預期位置時用水平儀、平尺、百分表等檢測各項精度，至精度合格停止加壓，並用塞尺檢測調整螺栓是否已發揮作用，確認精度達到要求後，停止調整，等待耐磨塗料自然固化。溫度高時，固化時間短，溫度低時固化時間適當延長，當工作低溫低於15℃時，則不宜進行操作，而應適當增加環境溫度，否則影響塗層材料的攪拌均勻和固化。

9、導軌之間分離及檢驗

由於在基礎導軌表面塗抹了脫模劑，因此塗層導軌面不會與基礎導軌面粘連，只需在塗層導軌工件與基礎導軌工件之間載入一定的分離作用力，即可實現二者導軌的分離。導軌分離後，將成型的油槽內塑膠油線條清理掉，各部粘連的多餘的耐磨塗料也一併清理，最後用丙酮將二導軌徹底清理乾淨。通過著色劑對塗層導軌進行合研，按要求檢驗接觸精度。