針對工程塑料軸承提升耐磨性,有多種高效的材料解決方案。與金屬軸承不同,工程塑料軸承的耐磨性提升主要通過選用更耐磨的基材和添加特種潤滑填料來實現(xiàn)。
一、核心基體材料
選擇本身就具有良好機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性的工程塑料作為基材是第一步。
PEEK(聚醚醚酮):王者之選。具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫性(可達(dá)250°C)和天生的耐磨性。是應(yīng)對高溫、重載、高速苛刻工況的首選,但成本較高。
PI(聚酰亞胺):高性能代表。極端高溫下(可達(dá)300°C)仍能保持優(yōu)異的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性,耐磨性極佳。常用于航空航天等尖端領(lǐng)域。
PA(尼龍):經(jīng)濟(jì)實用型。特別是PA66和PA46,具有良好的韌性、耐磨性和耐疲勞性,是最常用的工程塑料軸承材料之一,性價比高。
PPS(聚苯硫醚):耐腐蝕之王。具有出色的耐化學(xué)腐蝕性、高剛性和耐高溫性(可達(dá)220°C),其耐磨性也很好,尤其在腐蝕性介質(zhì)中表現(xiàn)優(yōu)異。
二、關(guān)鍵添加劑與填料
這是提升耐磨性最常用且效果最顯著的方法。通過在上述基體材料中混入這些填料,形成復(fù)合材料。
PTFE(聚四氟乙烯)微粉:最重要的固體潤滑劑。
作用機(jī)理:PTFE具有最低的摩擦系數(shù)之一。它會被磨耗到對磨面上,形成一層極薄的自潤滑轉(zhuǎn)移膜,從而將塑料與金屬的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)镻TFE與PTFE的摩擦,極大降低磨損和摩擦力。
效果:顯著降低摩擦系數(shù),減少啟動摩擦,提升運行平穩(wěn)性。
MoS?(二硫化鉬):另一高效固體潤滑劑。
作用機(jī)理:與PTFE類似,能在摩擦表面形成潤滑膜,尤其適用于較高負(fù)載的工況。
效果:與PTFE有協(xié)同效應(yīng),常一同使用,共同增強(qiáng)抗磨和極壓性能。
石墨:
作用機(jī)理:層狀結(jié)構(gòu),層與層之間容易滑動,提供固體潤滑效果。還能幫助散熱。
效果:改善潤滑,特別是在干燥環(huán)境中。
天詩工程塑料應(yīng)用工程師建議:
為了提升工程塑料軸承的耐磨性,通常采用“高強(qiáng)度基材+固體潤滑劑+纖維增強(qiáng)”的復(fù)合配方。
工況需求推薦材料組合
通用型,成本敏感PA66+PTFE(或+MoS?)
重載、低速PEEK/PI+PTFE+碳纖維
高溫、耐化學(xué)腐蝕PPS/PEEK+PTFE
高精度、低摩擦PEEK+PTFE+碳纖維
PTFE微粉是解決工程塑料軸承耐磨性問題最核心、最有效的添加劑之一。但它通常與高性能基材(如PEEK、PPS)和增強(qiáng)纖維(如碳纖維)協(xié)同使用,從而制造出能滿足各種極端工況的自潤滑、高強(qiáng)度、高耐磨的復(fù)合工程塑料軸承。