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尼龙摩擦磨损性能改性提升方法 耐磨尼龙材料

作者:中尔新材 时间: 浏览:9

资讯摘要:

很多工业传动、滑动部件,都需要尼龙有优异的耐磨性能,那到底该怎么通过改性,提升尼龙的摩擦磨损性能?

尼龙因为本身的自润滑性、强度高,已经被广泛用在齿轮、轴承、滑块这些传动、滑动部件上,但是,普通的 PA6/PA66,摩擦系数大概在 0.3-0.4 之间,在高负载、高速、长期滑动的场景下,很容易出现磨损、异响、寿命短的问题,所以,我们需要通过改性,来提升尼龙的摩擦磨损性能,满足高端工业场景的需求。

一、尼龙的摩擦磨损,到底受哪些因素影响?

尼龙的摩擦磨损性能,核心受三个因素的影响:
第一个是材料的刚性,刚性越高,在受力的时候,变形越小,接触的应力越均匀,磨损就越小;
第二个是材料的自润滑性,自润滑性越好,摩擦系数越低,两个部件之间的摩擦力越小,磨损就越小;
第三个是材料的耐热性,因为摩擦的时候,会产生热量,如果材料的耐热性不够,就会出现软化、熔融,导致磨损加剧。
普通的尼龙,这三个方面,都有提升的空间,所以,我们可以通过改性,针对性的优化这三个方面,来提升耐磨性能。

二、提升尼龙摩擦磨损性能,常见的改性方案

现在,行业里已经有很多成熟的改性方案,来提升尼龙的耐磨性能,不同的方案,适配不同的场景:

1.玻纤增强 + 润滑复合改性

这是最常用的方案,首先,添加玻纤,提升尼龙的刚性和耐热性,减少受力变形,同时,添加润滑剂,降低摩擦系数,解决玻纤增强之后,摩擦系数升高的问题,这个方案,适配高负载的传动部件,比如,汽车的齿轮、工业的轴承,改性之后,耐磨性能可以提升 3-5 倍,摩擦系数可以降到 0.2 以下。

2.固体润滑剂改性

添加固体润滑剂,比如,PTFE、石墨、二硫化钼,这些材料,本身的自润滑性非常好,可以在摩擦的表面,形成一层润滑膜,降低摩擦系数,减少磨损,比如,添加 PTFE 的尼龙,摩擦系数可以降到 0.15 以下,耐磨性能可以提升 5-10 倍,这个方案,适配低负载、高速的滑动部件,比如,打印机的滑块、家电的导轨。

3.超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混改性

超高分子量聚乙烯,本身的耐磨性能,是所有塑料里最好的,把它和尼龙共混,可以大幅提升尼龙的耐磨性能,同时,还可以保持尼龙的强度和耐温性能,这个方案,适配有冲击、有磨损的场景,比如,矿山的输送部件、工程机械的滑块,改性之后,耐磨性能可以提升 10 倍以上。

4.专用耐磨助剂改性

现在,还有很多专用的耐磨助剂,比如,有机硅耐磨剂、耐磨母粒,这些助剂,添加量很少,就可以大幅提升尼龙的耐磨性能,而且,不会影响尼龙的其他性能,比如,透明度、力学性能,这个方案,适配对性能要求比较高的场景,比如,电子的传动部件、精密的齿轮。

三、不同的使用场景,该怎么选改性方案?

不同的场景,对耐磨的要求不一样,所以,选的改性方案也不一样:

1.高负载、低速的传动部件:比如,汽车的变速箱齿轮、工业的减速机齿轮,这个时候,需要高刚性、高耐热,所以,选玻纤增强 + 润滑复合改性的方案,既可以保证刚性,又可以降低摩擦。

2.低负载、高速的滑动部件:比如,打印机的导轨、家电的滑块,这个时候,需要低摩擦系数,所以,选固体润滑剂改性的方案,降低摩擦,减少异响。

3.高冲击、高磨损的场景:比如,矿山的输送部件、工程机械的衬板,这个时候,需要高耐磨、高抗冲,所以,选超高分子量聚乙烯共混的方案,提升耐磨和抗冲。

4.精密、低噪音的部件:比如,电子的精密齿轮、办公设备的传动部件,这个时候,需要低摩擦、低噪音,所以,选专用耐磨助剂改性的方案,兼顾性能和噪音。

四、耐磨改性,常见的误区有哪些?

1.只加玻纤,不加润滑:很多人以为,加了玻纤,刚性高了,耐磨就好了,但是,玻纤本身的摩擦系数很高,只加玻纤,会导致摩擦系数升高,磨损反而更严重,所以,玻纤增强的尼龙,一定要配合润滑改性。

2.润滑剂加的太多:很多人以为,润滑剂加的越多,耐磨越好,但是,润滑剂加的太多,会影响尼龙的力学性能,导致强度下降,所以,要控制添加量,平衡耐磨和力学性能。

3.忽略了温度的影响:摩擦的时候,会产生热量,如果温度太高,润滑剂会失效,所以,高温的场景,要选耐高温的润滑剂,比如,石墨、二硫化钼,而不是普通的硅油。


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