填充聚四氟乙烯導軌軟帶在機床維修中的應用

摘 要：聚四氟乙烯導軌軟帶具有摩擦系數小、耐磨性好、粘接強度高、維修方便的特點。本文以機床為例，介紹了聚四氟乙烯導軌軟帶的施工工藝和性能。聚四氟乙烯能降低機床導軌的磨損，提高零件的加工精度，延長設備的使用壽命，具有非常高的經濟效益。

關鍵詞：聚四氟乙烯 導軌軟帶 機床維修

中圖分類號：TG502.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0095-02

1936年，羅伊普朗克特發現了聚四氟乙烯的白色粉末。經研究發現，聚四氟乙烯性質優良，可以用于原子彈、炮彈等的防熔密封墊圈，因此二戰期間這一技術一直被美國軍方保密。直到二戰結束解密后，才于1946年工業化生產聚四氟乙烯。近十幾年來，工業發達國家如美國、德國、日本、英國、蘇聯等普遍在機床維修中采用聚四氟乙烯導軌軟帶技術。中國也在逐漸將聚四氟乙烯技術應用到機床維修中。聚四氟乙烯導軌軟帶是一種耐磨的工程塑料，除了用于機床導軌外，還有多種其他用途，如加工和修復易磨機件，塞塊、滑塊和機床的軌道等。

1 聚四氟乙烯導軌軟帶的優點

1.1 摩擦系數

聚四氟乙烯對金屬的摩擦系數在0.07～0.14之間，機床導軌貼上聚四氟乙烯

材料以后，能夠減小噪音和震動，提高加工密度；即使潤滑系統出現故障，出現短期無油或少油的特殊情況，導軌也不會發生損傷。因此使用聚四氟乙烯導軌軟帶不但能降低導軌加工成本，還能起到使機床運轉更順暢，提高機床使用壽命的作用。

1.2 耐磨性

聚四氟乙烯導軌軟帶耐磨度是鑄鐵導軌的10倍，導軌精度保持性好。20世紀60年代初開發出的填充聚四氟乙烯從整體上提高了聚四氟乙烯材料的耐磨度、強度和硬度，為聚四氟乙烯在機床領域的應用開辟了道路。

填充聚四氟乙烯導入了金屬填料。當填充聚四氟乙烯導軌面與金屬填料接觸時，金屬填料的亞微觀凸峰中的一部分與聚四氟乙烯導軌帶中的金屬粒互相吻合，剩下部分與聚四氟乙烯導軌軟帶互相吻合。金屬填料中的凸起部分被金屬粒強化，強度和硬度都得到了提高。金屬對磨時產生的摩擦分為兩部分：聚四氟乙烯對金屬；金屬對金屬。正是金屬對金屬摩擦時的強化作用提高了聚四氟乙烯導軌軟帶的耐磨性。一般而言，金屬填料增加會導致導軌軟帶摩擦系數的增大。但聚四氟乙烯導軌軟帶中添加的金屬填料都是金屬固體潤滑劑，因而在提高耐磨性的同時，對摩擦系數的影響不大。

1.3 表面處理方法

近三十年來，國外對聚四氟乙烯的各種表面處理方法進行研究，主要總結出以下幾種處理方法。以鈉處理、硫酸重鉻酸處理為主的化學處理；以噴砂處理為主的機械處理；以輝光放電、電暈放電為主的放電處理；以及其他放射線照射處理等。其中應用最廣，效果最好的是鈉處理，全名為鈉-萘-四氫呋喃鉻合溶液活化處理，簡稱濕式處理法。濕式處理法是指聚四氟乙烯中的氯原子被溶液中的鈉元素帶走，在表面剩下碳化層和某些基團。聚四氟乙烯的表面張力由1.85 Pa提高到5 Pa，接近于通用粘接劑的表面張力4～6 Pa，因而能牢固地粘接活化處理后的聚四氟乙烯材料。

2 聚四氟乙烯的粘接工藝

平、凈、干、勻、足。這五個字可以概括聚四氟乙烯粘接工藝的要求。即要確保粘接表面平整；確保粘接面清潔沒有灰塵；清潔后要確保干燥；調膠、涂布要均勻；要有足夠的壓力和固化時間。

2.1 計算粘接厚度

根據實際測量數據，計算導軌軟帶在V形導軌和平導軌中的不同補償厚度。

以車床為例，有兩種方法測量粘接厚度。第一，在磨好的床身導軌上放入床鞍溜板，將鉛條壓入溜板箱中的縱走刀小齒輪和床身齒條之間。通過測量齒頂和齒側間的厚度，確定導軌軟帶的不同粘接厚度。第二，將床鞍溜板放在床身的理想位置。用塞尺或者塊規測量V形導軌和平導軌的間隙，即不同的粘接厚度。

2.2 機械加工

粘接前，要把導軌面磨平。粘接表面粗糙度不宜太強，否則會降低粘接強度。

如果想增強粘接強度，可以將粘接表面加工成十字交錯形狀。

2.3 清洗

金屬粘接表面的清洗：用小塊紗布蘸取丙酮擦拭金屬粘接表面。切忌來回往擦拭，這樣會造成重復感染。從一端往另一端擦拭，重復多次，直到徹底清潔為止。

活化填充聚四氟乙烯粘接表面的清洗：聚四氟乙烯經過活化后，已經變得十分干凈了。但在包裝和運輸過程中，難免沾上灰塵和污垢，因此使用之前，依然需要用丙酮進行清洗。清洗后的表面要保持干燥和清潔，切忌用手觸碰。

2.4 粘接

按說明書介紹稱量，將A、B兩種成分的膠體按照比例進行調和。攪拌均勻后，薄而均勻地涂在粘接表面上。熱固性樹脂固化時，薄的膠層因膨脹、收縮而產生的內應力比厚的膠層小，在界面產生缺陷的可能性大大降低。因而膠層的厚度控制在0.04 mm～0.07 mm為宜。涂膠后晾置5～10 min。

將涂好膠后的導軌軟帶粘貼在導軌面上，用手拖動軟帶，來回數次。然后在溜板上間隔放置重物進行施壓。壓力要均布，壓強約為0.1 MPa。

2.5 檢驗與修正

室溫條件下，固化時間24 h以上為宜。冬季可延長至2～3天。固化后拆除工裝，去除多余導軌軟帶，清除多余溢出膠體。檢驗導軌軟帶是否有裂痕、缺膠、氣孔、位置錯動等。檢驗合格后，用刮刀將聚四氟乙烯導軌板邊角修整成坡形，其寬度比導軌面窄1～2 mm。

3 填充聚四氟乙烯在機床維修中的應用

3.1 在M1432B磨床改造中的應用

將M1432B的磨頭改為靜壓軸承，床身及砂輪架導軌采用活化填充聚四氟乙烯導軌軟帶進行改造。為了使床身導軌按工作臺導軌配磨，先要對床身和工作臺導軌進行精刨。粘接平軌的導軌板厚度為1.5 mm，粘接V型軌的導軌板厚度為1 mm。按粘接工藝進行粘接，固化后進行刮研、修邊，確保接觸精度達到標準要求。砂輪架原為滾動導軌，要保持砂輪架工作臺及原有安裝位置不變，必須事先進行計算后進行工藝粘接。

M1432B的磨頭從動壓軸承轉化為靜壓軸承，提高了磨床的回轉剛度和精度。砂輪架導軌進行改造后，吸振和抗振能力增強，進給阻力降低，機床的加工條件得到改善。機床精度提高，達到了超精密磨床的水平。

3.2 在普通車床維修中的應用

普通車床維修中采用活化填充聚四氟乙烯粘接大溜板的方式。首先，在導軌磨床對床身進行加工磨削，對大溜板導軌面進行修整。利用固定調整架將大溜板支起，測量床身與滑板之間的間隙，決定粘板厚度，進行工藝粘接。

這種方式能夠降低運行阻力，減輕磨損，改善導軌的性能，使操作更加便捷。根據使用情況發現，凡采用填充活化聚四氟乙烯導軌軟帶的車床、床身導軌都保留了原磨削刀紋，沒有留下明顯的打磨痕跡。由三杠位置決定粘接厚度的方式，能夠保持溜板箱、進刀箱、三杠架的原有位置，大大減少了車床維修中更換零件的數量，能夠大幅度提高車床維修的效率。

根據采用填充聚四氟乙烯在車床維修中的經驗，采用聚四氟乙烯導軌軟帶改造原導軌后，不僅提高了床身導軌尺寸的精度，也改善了機床的操作條件。大幅度降低了維修費用，給企業帶來非常可觀的經濟效益。

4 填充聚四氟乙烯導軌軟帶的作用

（1）聚四氟乙烯與金屬進行摩擦，降低了摩擦系數，解決了操作手柄重的問題，使機床運轉順暢，提高了加工精度。

（2）耐磨性很高，能夠降低導軌面的磨損，節省維修費用，延長機床的使用壽命。

（3）吸震性能好，能夠防止導軌低速爬行，同時降低機床的振動和機床運作時產生的噪音。

（4）聚四氟乙烯材料質地柔軟，當有金屬碎片進入導軌表面之后，可以嵌入聚四氟乙烯材料中避免自身磨損，同時降低對金屬表面的劃傷和磨研。

（5）聚四氟乙烯材料潤滑性好，能夠降低導軌和對磨面的磨損程度。當設備短期缺油或者少油時，不會出現機床突然停止導軌被咬傷的現象發生。

（6）維修成本低。停車周期縮短，設備使用壽命延長，為以后的維修打下了扎實的基礎。

參考文獻

[1]姜虹.聚四氟乙烯在機床維修中的應用[J].中國重型裝備，2010（4）.

[2]劉明放.填充聚四氟乙烯導軌軟帶在機床維修中的應用[J].中國設備工程，2008（10）.